JPH05275508A - Method for evaluating contacting boundary of bonded semiconductor wafer - Google Patents

Method for evaluating contacting boundary of bonded semiconductor wafer

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JPH05275508A
JPH05275508A JP10224692A JP10224692A JPH05275508A JP H05275508 A JPH05275508 A JP H05275508A JP 10224692 A JP10224692 A JP 10224692A JP 10224692 A JP10224692 A JP 10224692A JP H05275508 A JPH05275508 A JP H05275508A
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JP
Japan
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wafer
bonded
lifetime
wafers
absence
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Application number
JP10224692A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shunichiro Ishigami
俊一郎 石神
Yukio Kawai
幸夫 川合
Etsuro Morita
悦郎 森田
Hisashi Furuya
久 降屋
Takayuki Shingyouchi
隆之 新行内
Kenichi Ueda
憲一 上田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Silicon Corp
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Silicon Corp
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Silicon Corp, Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Silicon Corp
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Publication of JPH05275508A publication Critical patent/JPH05275508A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a method for evaluating the contacting boundary of a bonded wafer, such as an SOI wafer, etc., by which the presence/absence o microscopic crystalline distortion which occurs at the contacting boundary can be discriminated in a short time in a nondestructive, noncontacting, and noncontaminative state. CONSTITUTION:The presence/absence of microscopic crystalline distortion at the contacting boundary of a bonded semiconductor wafer is discriminated by utilizing such a significant difference that the number decreasing speed of exciting electrons at the contacting boundary becomes faster at a part where the microscopic crystalline distortion exists than a normal part and the lifetime of the wafer becomes shorter.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、貼合せ方法により作製
されるSOIウェーハ等の半導体ウェーハにあってその
ウェーハ貼合わせの際に、その接合界面に発生し易い微
視的な結晶性歪みの有無を確認するための、ライフタイ
ム測定による貼合せ半導体ウェーハの接合界面の評価方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor wafer such as an SOI wafer manufactured by a bonding method, which has a microscopic crystalline strain which is likely to occur at the bonding interface when the wafer is bonded. The present invention relates to a method for evaluating a bonded interface of a bonded semiconductor wafer by measuring a lifetime for confirming the presence or absence of the bonded semiconductor wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】絶縁物の上にシリコン単結晶を成長させ
たSOI構造はその高耐圧性、高速性等により従来より
注目されてきた。近年、大面積で結晶欠陥がなく、か
つ、比抵抗や酸素濃度等も自由に制御することができる
SOI構造の貼合せウェーハが得られるようになってき
た。この貼合せSOIウェーハは、デバイス作製領域の
結晶性が良いこと、熱酸化した側の界面をデバイス側と
して用いることにより界面が安定であること、量産が容
易であること等の利点を有している。
2. Description of the Related Art An SOI structure in which a silicon single crystal is grown on an insulator has hitherto attracted attention due to its high withstand voltage and high speed. In recent years, a bonded wafer having an SOI structure, which has a large area, has no crystal defects, and is capable of freely controlling the specific resistance, the oxygen concentration, and the like, has come to be obtained. This bonded SOI wafer has advantages such as good crystallinity in the device manufacturing region, stable interface by using the thermally oxidized side interface as the device side, and easy mass production. There is.

【0003】しかし、このようなSOIウェーハを得る
際の貼合わせ工程が親水性付与の洗浄直後に行われるた
めに、接合前に2枚の半導体ウェーハの表面に存在した
シラノール基(Si−OH)や水素イオンが貼合せ後の
熱処理により反応してボイド(気泡)等の欠陥が生じや
すい。さらに、これらの比較的大きな欠陥の他に、貼合
わせの際の密着力のむら等によって接合界面に生ずる微
視的な結晶性歪みも検査工程でチェックされなければな
らない。
However, since the bonding step for obtaining such an SOI wafer is performed immediately after washing for imparting hydrophilicity, silanol groups (Si-OH) existing on the surfaces of two semiconductor wafers before bonding are used. And hydrogen ions are likely to react due to heat treatment after bonding to cause defects such as voids (air bubbles). Furthermore, in addition to these relatively large defects, microscopic crystalline strain generated at the bonding interface due to uneven adhesion force during bonding must be checked in the inspection process.

【0004】製品の不良率を低減するためには、これら
の欠陥の発見は全品検査により行うことが好ましく、そ
のためには、非接触、非破壊、非汚染の状態で行える検
査方法が必要である。これらの条件を満足する検査方法
としては、赤外線透過法、超音波探傷法、X線トポグラ
フィ法等が開発されており、これらは比較的大きな欠陥
であるボイド等の検出には効果的である。例えば特開昭
62−122141号公報に開示されている正常部と気
泡部で照射赤外光の反射光強度に差を生じることを利用
する方法、特開昭62−122142号公報に提案され
ているように半導体ウェーハに超音波を照射して、接合
界面に気泡部分が存在する場合、その表裏面と未接着部
分(気泡部分)とで反射波に時間的なずれが生じること
を利用する方法、特開平2−106052号公報に提案
されているようにX線を利用して接合ウェーハのラング
トポグラフを取得し、その画像を処理することにより未
接合部を検出する方法等が提案されている。
In order to reduce the defective rate of products, it is preferable to detect these defects by inspecting all products. For that purpose, an inspection method that can be performed in a non-contact, non-destructive, and non-contamination state is required. .. As an inspection method satisfying these conditions, an infrared transmission method, an ultrasonic flaw detection method, an X-ray topography method and the like have been developed, and these are effective for detecting voids which are relatively large defects. For example, as disclosed in JP-A-62-122141, a method utilizing a difference in reflected light intensity of irradiated infrared light between a normal portion and a bubble portion, which is disclosed in JP-A-62-122142. When a semiconductor wafer is irradiated with ultrasonic waves as if there is a bubble portion at the bonding interface, a reflected wave with a time difference between the front and back surfaces and the non-bonded portion (bubble portion) is used. As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-106052, there is proposed a method of acquiring a Langtopograph of a bonded wafer using X-rays and processing an image thereof to detect an unbonded portion. ..

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記方法によれば、気
泡等の比較的大きな欠陥は有効に検出できるが、結晶性
歪み等の微視的欠陥の検出は不可能である。唯一、X線
トポグラフ法が図2に示すような同心円状結晶性歪み等
の検出に有効である。しかしながら、この方法によれ
ば、データを入手するのに膨大な時間を要し、また、X
線スキャン装置の設置場所に制限があって、測定が通常
条件の室内で行われるので、サンプルである貼合せウェ
ーハが汚染されやすく、破壊検査に近いという欠点を有
している。これらの結果、貼合せウェーハの接合界面の
同心円状の微視的結晶性歪みの有無の判定を非接触、非
破壊、かつ、非汚染状態で行いうる簡便で確実な検査方
法の開発が望まれている。
According to the above method, relatively large defects such as bubbles can be effectively detected, but microscopic defects such as crystalline strain cannot be detected. Only, the X-ray topograph method is effective for detecting concentric crystal distortion as shown in FIG. However, according to this method, it takes a huge amount of time to obtain the data, and X
Since there is a limit to the installation location of the line scanning device and the measurement is performed in a room under normal conditions, the bonded wafer as a sample is easily contaminated and has a drawback that it is close to destructive inspection. As a result of these, it is desired to develop a simple and reliable inspection method capable of performing non-contact, non-destructive, and non-contamination determination of the presence or absence of concentric microscopic crystalline strain at the bonded interface of a bonded wafer. ing.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】このような問題点は下記
の本発明により達成される。すなわち、本発明において
は、2枚の半導体ウェーハを貼合わせて得た貼合せ半導
体ウェーハ、例えばSOIウェーハの接合界面に発生す
る結晶性歪みの有無を、この貼合せ半導体ウェーハに例
えばレーザビームを照射して発生したキャリアの再結合
ライフタイムを測定することにより検出するものであ
る。
Such problems are achieved by the present invention described below. That is, in the present invention, the bonded semiconductor wafer obtained by bonding two semiconductor wafers, for example, the presence or absence of crystallographic strain occurring at the bonding interface of an SOI wafer, is irradiated with a laser beam, for example. This is detected by measuring the recombination lifetime of the carriers generated.

【0007】[0007]

【作用】ここに、例えばArレーザを貼合せシリコンウ
ェーハの表面に照射すると、そのレーザ光のエネルギに
よって、シリコンの価電子帯から伝導帯に励起された電
子が10-6秒程度の時間を経て価電子帯の正孔と再結合
して消減する。この励起電子のピーク濃度からその1/
eに濃度が減少するまでの時間が再結合ライフタイム
(τR)である。ここで、正常の格子形状を有している
ウェーハの結晶構造部分よりも格子形状に歪みのあるウ
ェーハの格子欠陥の部分の方が励起電子の再結合が容易
であるので、励起電子の寿命が短く、したがってライフ
タイムも短い。そのため、このライフタイムを測定した
場合、図1が示すように正常ウェーハと結晶性歪みを有
するウェーハとで、ライフタイムに有意の差が認められ
るので、そのデータにより結晶性歪みの有無を判定する
ことができる。
When an Ar laser, for example, is irradiated onto the surface of a bonded silicon wafer, the electrons excited from the valence band of silicon to the conduction band by the energy of the laser light pass after about 10 -6 seconds. It recombines with holes in the valence band and disappears. From the peak concentration of this excited electron, 1 /
The time until the concentration decreases in e is the recombination lifetime (τ R ). Here, since the excited electron recombination is easier in the lattice defect portion of the wafer having a lattice shape distortion than in the crystal structure portion of the wafer having a normal lattice shape, the lifetime of the excited electron is It is short and therefore has a short lifetime. Therefore, when this lifetime is measured, as shown in FIG. 1, there is a significant difference in lifetime between a normal wafer and a wafer having crystalline strain. Therefore, the presence or absence of crystalline strain is determined from the data. be able to.

【0008】以下に本発明の具体的構成について詳述す
る。本発明の評価法が適用される熱酸化膜を介在させて
2枚のシリコンウェーハを貼合わせて接合したSOIウ
ェーハは、デバイス作製領域の結晶性が良いこと、熱酸
化した側の界面が安定であること、量産が容易であるこ
となどの理由で幅広い用途が期待される。このSOIウ
ェーハの貼合わせは、まず、親水性処理した2枚のシリ
コンウェーハを直接重ね合わせ、水素結合やファンデル
ワールス力により結合させる。次いで、この重ね合わせ
たウェーハに1000℃以上の高温で熱処理を行い、そ
の接合を完全なものにする。最後に、平面研削、研磨、
あるいは、エッチングにより一方のウェーハを所望の厚
さ(1〜10μm)まで加工するものである。この貼合
わせ工程の諸条件が不十分な場合にはその接合界面に前
述のような欠陥が生じる場合があるが、本発明は従来困
難であった微視的な結晶性歪みの有無の検出を、当該貼
合せウェーハにおける再結合ライフタイムを測定するこ
とによって行う。この再結合ライフタイムの測定は通常
の方法にて行えばよい。すなわち、貼合せウェーハの一
方の表面よりレーザ光を照射して電子を励起し、この励
起電子がピーク濃度の状態から励起電子がその1/eの
濃度になるまでの時間を測定すればよい。前述のように
接合界面に結晶性歪みが存在する場合には、ライフタイ
ムが短くなるので、その有無の判定を行うことができ
る。更にサーマルウェーブ信号測定の際のように、片方
のウェーハを1〜10μm程度まで研磨しなくても測
定、検出が可能であるという大きな利点を有する。この
ライフタイムの測定法としては、反射マイクロ波法、容
量プローブ法、同軸ケーブル法、ストリップ線路法、相
加渦電流法等がある。
The specific constitution of the present invention will be described in detail below. The SOI wafer obtained by bonding and bonding two silicon wafers with a thermal oxide film to which the evaluation method of the present invention is applied intervenes has good crystallinity in the device manufacturing region, and the interface on the thermally oxidized side is stable. A wide range of applications are expected due to the fact that it is easy to mass-produce. In bonding the SOI wafers, first, two hydrophilically treated silicon wafers are directly superposed and bonded by hydrogen bonding or van der Waals force. Then, the superposed wafers are heat-treated at a high temperature of 1000 ° C. or higher to complete the bonding. Finally, surface grinding, polishing,
Alternatively, one wafer is processed to a desired thickness (1 to 10 μm) by etching. If the conditions of the bonding step are insufficient, the above-described defects may occur at the bonding interface, but the present invention can detect the presence or absence of microscopic crystalline strain, which has been difficult in the past. , By measuring the recombination lifetime of the bonded wafer. This recombination lifetime may be measured by a usual method. That is, the laser light may be irradiated from one surface of the bonded wafer to excite electrons, and the time from the peak concentration of the excited electrons to the concentration of the excited electrons of 1 / e may be measured. As described above, when the crystalline strain is present at the bonding interface, the lifetime is shortened, so that the presence / absence can be determined. Furthermore, there is a great advantage that measurement and detection can be performed without polishing one wafer to about 1 to 10 μm as in the case of measuring a thermal wave signal. The lifetime measurement method includes a reflection microwave method, a capacitance probe method, a coaxial cable method, a strip line method, an additive eddy current method, and the like.

【0009】測定データが接合界面の結晶性歪みよるも
のか否かの判定は、接合界面に結晶性歪みの存在しない
シリコンウェーハと測定対象である試料ウェーハ(貼合
せウェーハ)とを用意し、双方のデータ(ライフタイ
ム)を得て、これらのデータを比較し、データ間に差が
認められた場合、この差が界面間の結晶性歪みのデータ
であると判断すればよい。なお、被測定ウェーハの接合
界面に結晶性歪みが存在するか否かの確認は、予めX線
トポグラフ法によって行っておくこともできる。また、
ライフタイムの測定は、ウェーハ上では複数の測定点、
好ましくは一定の間隔でウェーハの径方向に配された点
について測定すればよい。ここで、励起光は被測定ウェ
ーハを構成する半導体のバンドギャップ以上の波長、例
えばシリコンウェーハの場合は波長904nm以上のレ
ーザ光を使用する。
To determine whether or not the measured data is due to the crystalline strain at the bonding interface, a silicon wafer having no crystalline strain at the bonding interface and a sample wafer (bonded wafer) to be measured are prepared. Data (lifetime) is obtained, these data are compared, and when a difference is recognized between the data, it may be determined that this difference is the data of the crystalline strain between the interfaces. It should be noted that the confirmation as to whether or not the crystalline strain exists at the bonding interface of the wafer to be measured can be performed in advance by the X-ray topography method. Also,
Lifetime is measured at multiple measurement points on the wafer.
It is preferable to measure the points arranged at regular intervals in the radial direction of the wafer. Here, as the excitation light, a laser light having a wavelength longer than the band gap of the semiconductor forming the wafer to be measured, for example, a silicon wafer having a wavelength of 904 nm or more is used.

【0010】このようにして測定したライフタイム(τ
R)は接合界面に結晶性歪みの存在するものとしないも
のとで有意の差を示すので、本発明の評価法は結晶性歪
みの有無の判定に非常に有効である。特に本発明は、2
枚のウェーハを貼合わせた際に生ずることがある同心円
状の結晶性歪みの検出に有効である。また、本発明は、
測定をクリーンルームで行い得るので、完全に非破壊、
非接触かつ非汚染の状態で測定を行うことができる。な
お、本発明の評価法は、SOIウェーハに限らず、酸化
膜を有しないウェーハ同士を貼り合わせた貼合せウェー
ハ、または、エピタキシャルウェーハ等の2層構造を有
する全ての半導体ウェーハについて適用することが可能
である。
The lifetime (τ
Since R ) shows a significant difference between the presence and absence of crystalline strain at the bonded interface, the evaluation method of the present invention is very effective in determining the presence or absence of crystalline strain. Particularly, the present invention is
It is effective for detecting concentric crystal distortion that may occur when two wafers are bonded together. Further, the present invention is
Since the measurement can be done in a clean room, it is completely non-destructive,
The measurement can be performed in a non-contact and non-contaminated state. The evaluation method of the present invention is applicable not only to SOI wafers but also to bonded wafers in which wafers having no oxide film are bonded to each other, or to all semiconductor wafers having a two-layer structure such as an epitaxial wafer. It is possible.

【0011】[0011]

【実施例】以下に本発明の実施例について詳述する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described in detail below.

【0012】その表面を鏡面研磨したP型、(10
0)、口径5インチ、厚さ620μm、比抵抗3Ω・c
m、酸素濃度[Oi]<1.5×1018cm-3(旧AS
TM)の2枚のシリコンウェーハを準備する。これらの
2枚のシリコンウェーハを室温で重ね合わせて貼合わせ
た。次いで、1100℃、120minの熱処理により
2枚のシリコンウェーハを一体化して貼合せウェーハ1
を得た。また、この貼合せウェーハ1と全く同一の条件
で作製した2枚のシリコンウェーハについても重ね合わ
せて貼合わせを行うことにより、別の貼合せウェーハ2
を得た。このようにして貼合わせた貼合せウェーハ1,
2をX線トポグラフ法にて評価したところ、貼合せウェ
ーハ1の接合界面に同心円状の結晶性歪みが存在する以
外は全く同一であることが確認された。図2および図3
はこれらの貼合せウェーハ1および貼合せウェーハ2に
ついてのXRT写真である。そして、これらの貼合せウ
ェーハ1,2についてそれぞれ複数のサンプルを準備
し、また、そのデバイス形成側表面を約5μmの厚さま
で研磨したものと、研磨せずに貼合わせたままのもの
と、を準備した。さらに、前処理としてこれら4種の貼
合せウェーハ1,2をHF/純水=1:5の水溶液に3
0秒間浸漬し、次いで、純水で3分間リンスした。そし
て、この貼合せウェーハ1,2のそれぞれについて再結
合ライフタイムを以下のようにして測定した。
The surface of the P type mirror-polished (10
0), caliber 5 inch, thickness 620 μm, specific resistance 3Ω · c
m, oxygen concentration [Oi] <1.5 × 10 18 cm -3 (old AS
TM) two silicon wafers are prepared. These two silicon wafers were laminated and bonded at room temperature. Then, the two silicon wafers are integrated by a heat treatment at 1100 ° C. for 120 minutes to bond the wafer 1.
Got Further, two silicon wafers produced under exactly the same conditions as the bonded wafer 1 are also laminated and bonded to each other to obtain another bonded wafer 2
Got The bonded wafer 1, which is bonded in this way
When 2 was evaluated by the X-ray topography method, it was confirmed that they were exactly the same except that concentric crystal strain was present at the bonded interface of the bonded wafer 1. 2 and 3
Are XRT photographs of the bonded wafer 1 and the bonded wafer 2. Then, a plurality of samples are prepared for each of the bonded wafers 1 and 2, and a device-formed side surface of which is polished to a thickness of about 5 μm and a surface of which is bonded without being polished. Got ready. Further, as a pretreatment, these four kinds of bonded wafers 1 and 2 are mixed with an aqueous solution of HF / pure water = 1: 5.
It was immersed for 0 seconds, and then rinsed with pure water for 3 minutes. Then, the recombination lifetime of each of the bonded wafers 1 and 2 was measured as follows.

【0013】まず、これらの貼合せウェーハ1,2につ
いてその所定位置にレーザ光を(ウェーハの表面または
裏面より)照射する。その照射条件は下記のとおりであ
る。 ビーム源:レーザダイオード ビーム径:0.2mm(ウェーハ表面より照射した場
合) 2.0mm(ウェーハ裏面より照射した場合) 波 長:904nm このレーザ光を貼合せウェーハ1、2の径方向に(OF
と平行方向に)沿って5mmピッチで測定スポットを設
定して照射し、計21点において再結合ライフタイム
(τR)を測定した。ライフタイムの測定は反射マイク
ロ波法によった。レーザ光の照射後10GHzのマイク
ロ波を当該スポットに照射してマイクロ波の信号強度を
測定することによりライフタイムを測定するものであ
る。
First, a laser beam (from the front surface or the back surface of the wafer) is applied to a predetermined position of each of the bonded wafers 1 and 2. The irradiation conditions are as follows. Beam source: laser diode Beam diameter: 0.2 mm (when irradiated from the front surface of the wafer) 2.0 mm (when irradiated from the back surface of the wafer) Wavelength: 904 nm This laser light is applied in the radial direction of the bonded wafers 1 and 2 (OF
The measurement spots were set and irradiated at a pitch of 5 mm along (in the direction parallel to) and the recombination lifetime (τ R ) was measured at 21 points in total. The lifetime was measured by the reflection microwave method. The lifetime is measured by irradiating the spot with a microwave of 10 GHz after laser light irradiation and measuring the signal intensity of the microwave.

【0014】図1はこの測定結果を示すものである。図
中(A)は各貼合せウェーハについてのライフタイム測
定値τRを示すグラフである。図中(B)は貼合せウェ
ーハのデバイス形成側表面を研磨して活性層として5μ
m残した場合、同(C)は研磨せずに活性層として62
0μmを有する場合の貼合せウェーハ1、2をそれぞれ
示している。これらの貼合せウェーハ1、2についてレ
ーザ光を活性層側表面から照射した場合を△○で、活性
層に対して裏面側から照射した場合を●▲でそれぞれ示
している。また、△▲は上記貼合せウェーハにあって結
晶性歪みが生じている場合、○●は貼合せウェーハにあ
って結晶性歪みが生じていない場合、をそれぞれ示して
いる。すなわち、このグラフ(A)にあって、○は結晶
性歪みの無い貼合わせウェーハ(図2のB)について、
レーザ光を表面側から照射した場合を、●は結晶性歪み
の無い貼合わせウェーハについて裏面側からレーザ光を
照射した場合を、それぞれ示している。また、△は結晶
性歪みを有する貼合わせウェーハについて表面側から照
射した場合、▲は同ウェーハについて裏面側からレーザ
光を照射した場合をそれぞれ示している。このグラフに
示すように、結晶性歪みの全く存在しない貼合せウェー
ハ1,2のライフタイム測定値は10〜5μsecであ
った。これに対して、結晶性歪みの存在するウェーハに
ついてのライフタイム測定値は3〜0.5μsecであ
った。このように貼合せウェーハ1、2について結晶性
歪みの有無によりライフタイム測定値(τR)に有意差
があることは明らかである。さらに、貼合せウェーハ
1,2の接合界面に同心円状の結晶性歪みが存在するこ
とが前もって確認されているので、ウェーハ上の同一位
置におけるこのライフタイム測定値の差は結晶性歪みの
有無を示すものである。このように、結晶性歪みが存在
する部分のライフタイム値が、他の正常部のそれより小
さな値を示すので、本発明の評価方法が接合界面の結晶
性歪みの有無を判定し得ることが確認された。
FIG. 1 shows the result of this measurement. In the figure, (A) is a graph showing the lifetime measured value τR for each bonded wafer. In the figure (B), the surface of the bonded wafer on which the device is formed is polished to 5 μm as an active layer.
When left behind, the same (C) was used as an active layer without polishing.
The bonded wafers 1 and 2 each having a thickness of 0 μm are shown. For these bonded wafers 1 and 2, the case where the laser light is irradiated from the surface on the active layer side is indicated by Δ ○, and the case where the active layer is irradiated from the back surface side is indicated by ● ▲. Further, Δ ▲ indicates the case where the above-mentioned bonded wafer has a crystalline distortion, and ○ ● indicates the case where the bonded wafer does not have a crystalline distortion. That is, in this graph (A), ◯ indicates a bonded wafer (B in FIG. 2) having no crystalline strain.
The case where the laser light is irradiated from the front surface side, and the black circle shows the case where the laser light is irradiated from the back surface side of the bonded wafer having no crystal distortion. Further, Δ indicates the case of irradiating the bonded wafer having crystallinity distortion from the front surface side, and ▲ indicates the case of irradiating the same wafer with laser light from the back surface side. As shown in this graph, the lifetime measurement value of the bonded wafers 1 and 2 having no crystalline strain was 10 to 5 μsec. On the other hand, the lifetime measured value of the wafer having the crystalline strain was 3 to 0.5 μsec. As described above, it is apparent that the bonded wafers 1 and 2 have a significant difference in the measured lifetime value (τ R ) depending on the presence or absence of the crystalline strain. Furthermore, since it has been confirmed in advance that concentric crystalline strain exists at the bonding interface between the bonded wafers 1 and 2, the difference between the lifetime measurement values at the same position on the wafer indicates the presence or absence of crystalline strain. It is shown. Thus, since the lifetime value of the portion where the crystalline strain exists is smaller than that of the other normal portion, the evaluation method of the present invention may determine the presence or absence of the crystalline strain of the bonding interface. confirmed.

【0015】なお、上記実施例は熱酸化膜を有しない鏡
面ウェーハを貼合わせた場合の貼合わせウェーハについ
て本発明の評価方法を適用した場合について説明した
が、本発明はその他にも熱酸化膜を形成したウェーハを
貼合わせたSOI構造の貼合わせウェーハについても適
用することができることはもちろんである。
In the above example, the case where the evaluation method of the present invention is applied to a bonded wafer obtained by bonding a mirror-finished wafer having no thermal oxide film has been described. It is needless to say that the present invention can be applied to a bonded wafer having an SOI structure in which wafers having the above are bonded.

【0016】[0016]

【発明の効果】本発明に係る貼合せウェーハの接合界面
の評価方法は、従来困難とされた結晶性歪みの有無の判
定に有効であり、かつ、測定が非破壊、非接触、非汚染
の状態で行うことができ、短時間でデータが得られるの
で簡便かつ確実な方法である。また、ライフタイムの測
定に際して貼合せウェーハの表面を研削する必要がな
く、シリコンウェーハの製造過程にあって研磨工程の前
段階で接合界面の評価を行うことが可能である。
The method for evaluating the bonded interface of a bonded wafer according to the present invention is effective in determining the presence or absence of crystalline strain, which has been conventionally considered difficult, and the measurement is non-destructive, non-contact, non-contaminating. It is a simple and reliable method because it can be performed in a state and data can be obtained in a short time. In addition, it is not necessary to grind the surface of the bonded wafer when measuring the lifetime, and it is possible to evaluate the bonding interface in the manufacturing process of the silicon wafer before the polishing step.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の評価方法に係る測定により得られたラ
イフタイム測定値を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing lifetime measured values obtained by measurement according to the evaluation method of the present invention.

【図2】貼合わせウェーハについてのX線トポグラフ法
により得られた同心円状の結晶性歪みの有無を示す写真
である。
FIG. 2 is a photograph showing the presence or absence of concentric crystalline strain obtained by X-ray topography on a bonded wafer.

【図3】貼合わせウェーハについてのX線トポグラフ法
により得られた同心円状の結晶性歪みの有無を示す写真
である。
FIG. 3 is a photograph showing the presence / absence of concentric crystalline strain obtained by an X-ray topography method for a bonded wafer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 悦郎 埼玉県大宮市北袋町一丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社中央研究所内 (72)発明者 降屋 久 埼玉県大宮市北袋町一丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社中央研究所内 (72)発明者 新行内 隆之 埼玉県大宮市北袋町一丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社中央研究所内 (72)発明者 上田 憲一 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Etsuro Morita 1-297 Kitabukuro-cho, Omiya-shi, Saitama Prefecture Central Research Laboratory, Mitsubishi Materials Corporation (72) Hisashi Furuya 1-297 Kitabukuro-cho, Omiya-shi, Saitama Mitsubishi Materials Co., Ltd. Central Research Institute (72) Inventor Takayuki Shingouchi 1-297 Kitabukuro-cho, Omiya City, Saitama Prefecture Mitsubishi Materials Corporation Central Research Laboratory (72) Inventor Kenichi Ueda 3-8-16 Iwamoto-cho, Chiyoda-ku, Tokyo Sanryo Material Silicon Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2枚の半導体ウェーハを貼合せてなる貼
合せ半導体ウェーハの接合界面に発生する結晶性歪みの
有無をライフタイム測定により判定することを特徴とす
る貼合せ半導体ウェーハの接合界面の評価方法。
1. The bonding interface of a bonded semiconductor wafer is characterized in that the presence or absence of crystalline strain occurring at the bonding interface of a bonded semiconductor wafer formed by bonding two semiconductor wafers is determined by lifetime measurement. Evaluation methods.
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