JPH0669477A - Bonding method for substrate - Google Patents

Bonding method for substrate

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JPH0669477A
JPH0669477A JP16026992A JP16026992A JPH0669477A JP H0669477 A JPH0669477 A JP H0669477A JP 16026992 A JP16026992 A JP 16026992A JP 16026992 A JP16026992 A JP 16026992A JP H0669477 A JPH0669477 A JP H0669477A
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JP
Japan
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substrate
substrates
bonding
bonded
laminating
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JP16026992A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasunori Okubo
安教 大久保
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PURPOSE:To avoid voids between substrates, realize a satisfactory bonding state and avoid inconvenience such as expansion/contraction of a pattern when a plurality of substrates are bonded to each other. CONSTITUTION:Two substrates 1 and 4 are bonded to each other to form a bonded substrate (such as a bonded semiconductor wafer). Both the bonding surfaces of the respective substrates are bonded to each other by excavation 40 or fine ventilation holes are formed in the substrate on the excavation side to perform excavation 40.

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、基板はり合わせ方法に
関する。本発明は、2枚の基板を接合してはり合わせ基
板を形成する場合に汎用することができる。例えば、2
枚の半導体ウェーハをはり合わせて半導体の接合体ウェ
ーハを形成する場合に利用することができる。また、半
導体装置等電子部品の構造として用いられているSOI
(Silicon on Insulator) 構造(これは絶縁部上にシリ
コン部分を存在させて、このシリコン部分に各種半導体
素子を形成するような手法で、主に電子材料の分野で利
用されている)の形成手段の一つとして、絶縁部が形成
されたシリコン基板の該絶縁部がわの面に別の基板をは
り合わせ、シリコン基板を研磨することによって絶縁部
上にシリコン部分が存在する構造とする技術が知られて
おり、これは一般に、はり合わせSOIなどと称されて
いるが、かかるはり合わせSOIを形成する場合にも利
用できる(はり合わせ技術については、例えば日経マグ
ローヒル社「NIKKEI MICRODEVICES 」1988年3月号84頁
参照)。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate bonding method. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in general when joining two substrates to form a bonded substrate. For example, 2
It can be used in the case of laminating a plurality of semiconductor wafers to form a semiconductor bonded wafer. In addition, SOI used as a structure of electronic parts such as semiconductor devices
(Silicon on Insulator) A means for forming a structure (this is a method in which a silicon portion is present on an insulating portion and various semiconductor elements are formed on this silicon portion, and is mainly used in the field of electronic materials). As one of the methods, there is a technique of forming a structure in which a silicon portion exists on the insulating portion by laminating another substrate on the surface of the insulating portion of the silicon substrate on which the insulating portion is formed and polishing the silicon substrate. It is known and generally referred to as a bonded SOI or the like, but it can also be used to form such a bonded SOI (for the bonding technology, see, for example, “NIKKEI MICRODEVICES” by Nikkei McGraw-Hill, Inc. 1988 3 (See page 84 of the monthly issue).

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこのようなはり合わせSOI構造
の形成方法について、図3を参照して説明する。
2. Description of the Related Art A conventional method for forming such a bonded SOI structure will be described with reference to FIG.

【0003】図3(a)に示すようなシリコン基板1
(一般に高平坦度シリコンウェーハを用いる。これを基
板Aとする)の一方のがわの面をフォトリソグラフィー
技術やエッチング技術を用いてパターニングし、更にこ
の面にSiO2 膜を形成すること等によって絶縁部2を
形成する。これによって、図3(b)に示すように、シ
リコン基板1の一方のがわに絶縁部2が形成された構造
が得られる。絶縁部2は、パターニングされたシリコン
基板1の表面形状に従って、図示の如く凹凸をもった膜
として形成される。更にこの絶縁部2上に接合膜3とし
てポリシリコン膜を形成する(図3(c))。接合膜3
(ポリシリコン膜)は、後の工程で別の基板(図3
(e)にBで示す基板4)をはり合わせる際に高度な平
滑なはり合わせ面を形成するためのものである。
A silicon substrate 1 as shown in FIG.
By using a photolithography technique or an etching technique to pattern one side of one side of the wafer (generally using a high flatness silicon wafer, which will be referred to as a substrate A), and further forming a SiO 2 film on this side. The insulating part 2 is formed. As a result, as shown in FIG. 3B, a structure in which the insulating portion 2 is formed on one side of the silicon substrate 1 is obtained. The insulating portion 2 is formed as a film having irregularities as shown in the figure according to the surface shape of the patterned silicon substrate 1. Further, a polysilicon film is formed as a bonding film 3 on this insulating portion 2 (FIG. 3C). Bonding film 3
The (polysilicon film) will be formed on another substrate (FIG.
This is for forming a highly smooth bonding surface when the substrate 4) indicated by B is bonded to (e).

【0004】次に、ポリシリコン膜である接合膜3の表
面を平坦化研磨し、高度な平滑な面とする(図3
(d))。
Next, the surface of the bonding film 3 which is a polysilicon film is flattened and polished to form a highly smooth surface (FIG. 3).
(D)).

【0005】この接合膜3の研磨面に、別の基板4(こ
れを基板Bとする)を密着させる。密圧着によって両面
は接合し、この結果図3(e)に示すような接合構造が
得られる。一般には、両面に介在する水ないし水酸基の
作用による水素結合によって、しっかりとした接合が達
成されると言われている。これを通常、熱して熱接合さ
せ、きわめて強固なはり合わせを達成する。はり合わせ
強度は一般に200kg/cm2 以上であり、場合によ
っては2,000kg/cm2 にもなる。はり合わせる
別の基板4(基板B)は、基板1(基板A)と同様なシ
リコン基板を用いるのが通常である。はり合わせ後加熱
工程を経ることが多いので、熱膨脹等の物性が等しいも
のでないと、不都合が生じるおそれがあるからである。
このような問題がなければ、例えば図3に示す従来技術
にあっては別の基板4は支持台としての役割を果たすだ
けであるので、これは必ずしもシリコン基板である必要
はない。但し、はり合わせる別の基板4(基板B)の方
にも素子を形成する場合は、素子形成可能な半導体基板
であることが要される。
Another substrate 4 (referred to as substrate B) is brought into close contact with the polished surface of the bonding film 3. Both surfaces are joined by the tight compression bonding, and as a result, a joining structure as shown in FIG. 3 (e) is obtained. Generally, it is said that a firm bond is achieved by hydrogen bonding due to the action of water or hydroxyl groups present on both surfaces. This is usually heated to thermally bond to achieve a very strong bond. The laminating strength is generally 200 kg / cm 2 or more, and even 2,000 kg / cm 2 in some cases. As another substrate 4 (substrate B) to be bonded together, a silicon substrate similar to the substrate 1 (substrate A) is usually used. This is because a heating step is often performed after laminating, so that inconvenience may occur unless the physical properties such as thermal expansion are the same.
If such a problem does not exist, for example, in the prior art shown in FIG. 3, the other substrate 4 only serves as a support base, so that it is not necessarily a silicon substrate. However, when an element is formed on another substrate 4 (substrate B) to be bonded together, it is necessary that the semiconductor substrate is an element formable semiconductor substrate.

【0006】次に、研磨し、必要に応じ側周部の面取り
等を行い、図3(f)の構造とする。図3(f)は、図
3(e)と上下が逆になっているが、これは、この研磨
・面取りや、次の研削のため、上下を逆にして基板1を
上側にしたためである。
Next, polishing is performed, and chamfering or the like of the side peripheral portion is performed as required to obtain the structure shown in FIG. 3F is upside down from FIG. 3E, but this is because the substrate 1 is turned upside down for this polishing / chamfering and the next grinding. .

【0007】その後、更に基板1の表面を研削し、図3
(f)の構造とする。この表面研削は、絶縁部2が露出
する前で止める。
After that, the surface of the substrate 1 is further ground, and FIG.
The structure is (f). This surface grinding is stopped before the insulating part 2 is exposed.

【0008】次いで、選択研削を行う。ここでは、丁度
絶縁部2が露出するまで、精密な仕上げの研削で行う。
これにより、図3(g)に示すように、凹凸のある絶縁
部2に囲まれて、この絶縁部2上にシリコン部分10が存
在する構造が得られる。このように絶縁部2上にシリコ
ン部分10が存在する構造(SOI構造)について、その
シリコン部10に各種素子を形成する。図3(g)の構造
であると、各シリコン部10が絶縁部2に囲まれているの
で、当初より完全な素子分離がなされた構成となってい
る。
Next, selective grinding is performed. Here, precise finishing grinding is performed until the insulating portion 2 is just exposed.
As a result, as shown in FIG. 3G, a structure is obtained in which the silicon portion 10 is surrounded by the uneven insulating portion 2 and the silicon portion 10 is present on the insulating portion 2. In the structure (SOI structure) in which the silicon portion 10 exists on the insulating portion 2 in this manner, various elements are formed on the silicon portion 10. In the structure of FIG. 3G, each silicon portion 10 is surrounded by the insulating portion 2, so that the element isolation is completed from the beginning.

【0009】図3は図示の明瞭のため1つのシリコン部
10を大きく図示したが、実際はこのような微細なシリコ
ン部分10が数多く集合している。
FIG. 3 shows one silicon part for clarity of illustration.
Although 10 is illustrated in a large scale, in reality, many such fine silicon portions 10 are aggregated.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする問題点】上述したようなはり
合わせSOI構造の形成において、はり合わせた界面に
気泡ができる時がある。図3で説明すると、図3(d)
において、基板1上のシリコン膜3面と、基板4をはり
合わせる時、この界面に気泡が生ずることがある。気泡
は、例えば0.5mm〜5mm程度の大きさで発生する
ことがある。
Problems to be Solved by the Invention In the formation of the bonded SOI structure as described above, there are times when bubbles are formed at the bonded interfaces. Explaining with reference to FIG. 3, FIG.
In the above, when the surface of the silicon film 3 on the substrate 1 and the substrate 4 are bonded together, bubbles may be generated at this interface. Bubbles may be generated in a size of, for example, about 0.5 mm to 5 mm.

【0011】気泡が生じた部分は、接合面が密着してい
ないので、充分な接合はなされず、剥がれやすくなる。
例えば、図3(f)の表面研削後、基板4上の基板1が
わの膜の膜厚t1 は4〜20μm、通常は5〜10μm
程度の薄い膜となるため、気泡5が存在していると、容
易に剥がれる。これは汚染源となり、素子形成に重要な
影響を及ぼすことがある。例えば、研磨により、ウェー
ハにキズ(スクラッチ)を発生させることがある。この
ように気泡による剥離は汚染となって、素子の信頼性を
損なう。図3(g)の状態であると、基板4上のシリコ
ン部分10がわの膜の膜厚t2 は更に薄く、3〜4μm程
度になり、ここで剥がれると、同様に汚染源となるし、
更には、不良な素子となってしまうことがある。
Since the joining surface is not in close contact with the portion where bubbles are generated, sufficient joining is not performed and the portion is easily peeled off.
For example, after the surface grinding shown in FIG. 3 (f), the film thickness t 1 of the film of the substrate 1 on the substrate 4 is 4 to 20 μm, usually 5 to 10 μm.
Since it is a thin film, it is easily peeled off when the bubbles 5 are present. This is a source of pollution and may have an important influence on device formation. For example, polishing may cause scratches on the wafer. In this way, the peeling due to the air bubbles causes contamination and impairs the reliability of the device. In the state of FIG. 3 (g), the silicon portion 10 on the substrate 4 has a thinner film thickness t 2 of about 3 to 4 μm, and if it is peeled off here, it becomes a pollution source in the same manner.
Furthermore, it may become a defective element.

【0012】このため、両基板のはり合わせ部に気泡が
発生しないようにする必要がある。
For this reason, it is necessary to prevent bubbles from being generated in the bonded portions of both substrates.

【0013】従来、はり合わせSOIの形成に際して、
はり合わせる両基板の間に気泡が生じないようにするた
め、図4(A)〜(C)に示すように、一方の基板4を
支持する第1の支持部13と、他方の基板1である例えば
半導体ウェーハを支持する第2の支持治具14を用い、こ
の第2の支持治具14は被支持基板1の表面を凸状にし
て、基板4に向かって凸になるようにしてはり合わせを
行う技術が採用されている(図は明瞭のため、極端に凸
状に示してある)。
Conventionally, when forming a bonded SOI,
In order to prevent bubbles from being generated between the two substrates to be bonded together, as shown in FIGS. 4A to 4C, the first supporting portion 13 for supporting one substrate 4 and the other substrate 1 are used. For example, a second supporting jig 14 for supporting a semiconductor wafer is used, and the second supporting jig 14 has a convex surface on the substrate 1 to be supported and is convex toward the substrate 4. The technique of matching is adopted (the figure is shown as extremely convex for clarity).

【0014】ところが上記したような技術では、一方の
基板1を凸状に反らせてはり合わせを行うので、パター
ンの伸び縮みがわずかとは言え生じ得るものである。ま
た、基板1を支持する第2の支持治具14を例えば真空チ
ャックに構成しても、必ずしも良好な凸状に基板1を支
持できるとは限らない。更にまた、はり合わせて平坦な
接合基板を形成する時、即ち図4(B)の状態から図4
(C)の状態に接合が行われる時に良好なぴったりとし
た接合がなされず、これによりパターンの伸縮などが生
じてしまうことがある。このため、上述したようにいず
れか一方でも基板を凸状に支持するはり合わせ技術で
は、パターンの微細化が進んでいる昨今の要求に対応す
ることは難しい。
In the technique described above, however, one substrate 1 is warped in a convex shape and the bonding is performed, so that the expansion and contraction of the pattern can occur even though it is slight. Further, even if the second supporting jig 14 that supports the substrate 1 is configured as, for example, a vacuum chuck, it is not always possible to support the substrate 1 in a good convex shape. Furthermore, when forming a flat bonded substrate by laminating, that is, from the state of FIG.
When the joining is performed in the state of (C), a good close joining is not performed, which may cause expansion and contraction of the pattern. For this reason, as described above, it is difficult to meet the recent demand for finer patterns by the bonding technique that supports the substrate in a convex shape on either one of them.

【0015】本発明は上記問題を解決して、気泡の発生
を防止できるとともに、良好な状態での接合がなされ、
パターンの伸縮などの不都合の生じない基板はり合わせ
方法を提供することを目的とする。
The present invention solves the above problems and prevents the generation of air bubbles, and the bonding is performed in a good condition.
It is an object of the present invention to provide a substrate bonding method that does not cause inconvenience such as expansion and contraction of patterns.

【0016】[0016]

【問題点を解決するための手段及び作用】本出願の請求
項1の発明は、2枚の基板をはり合わせてはり合わせ基
板を形成する基板はり合わせ方法において、両基板のは
り合わせ面同士の接合を、真空排気により両基板を接合
させることにより行うことを特徴とする基板はり合わせ
方法であって、これにより上記した目的を達成するもの
である。
According to the invention of claim 1 of the present application, in a substrate laminating method for laminating two substrates to form a laminated substrate, the laminating surfaces of both substrates are bonded to each other. A bonding method for substrates, characterized in that the bonding is performed by bonding both substrates by evacuation, and the above-mentioned object is achieved thereby.

【0017】本出願の請求項2の発明は、基板の少なく
とも一方が半導体基板であり、絶縁部内に半導体部分が
位置する構造の半導体装置を得るための基板はり合わせ
である請求項1に記載の基板はり合わせ方法であって、
これにより上記した目的を達成するものである。
According to a second aspect of the present invention, at least one of the substrates is a semiconductor substrate, and the substrate is laminated to obtain a semiconductor device having a structure in which the semiconductor portion is located in the insulating portion. A method for laminating substrates,
This achieves the above-mentioned object.

【0018】本出願の請求項3の発明は、2枚の基板を
はり合わせてはり合わせ基板を形成する基板はり合わせ
方法であって、両基板のはり合わせ面同士の接合を、真
空排気により両基板を接合させることにより行うととも
に、真空排気は一方の基板の側から行い、該一方の基板
には、通気用の細孔を形成したことを特徴とする基板は
り合わせ方法であって、これにより上記した目的を達成
するものである。
The invention according to claim 3 of the present application is a substrate bonding method for bonding two substrates to each other to form a bonded substrate. The bonding between the bonding surfaces of both substrates is performed by vacuum evacuation. A method for laminating substrates, characterized in that the substrates are joined together and the vacuum is exhausted from the side of one substrate, and the one substrate is provided with pores for ventilation. The object mentioned above is achieved.

【0019】本出願の請求項4の発明は、基板の少なく
とも一方が半導体基板であり、絶縁部内に半導体部分が
位置する構造の半導体装置を得るための基板はり合わせ
である請求項3に記載の基板はり合わせ方法であって、
これにより上記した目的を達成するものである。
According to a fourth aspect of the present invention, at least one of the substrates is a semiconductor substrate, and the substrate is laminated to obtain a semiconductor device having a structure in which the semiconductor portion is located in the insulating portion. A method for laminating substrates,
This achieves the above-mentioned object.

【0020】本出願の請求項1の発明について、後記詳
述する本発明の一実施例を示す図1の例を参照して説明
すると、次のとおりである。即ちこの発明は、図1に例
示のように図1(a)、つづいて図1(b)の如き工程
をとるものであり、これは2枚の基板1,4をはり合わ
せてはり合わせ基板を形成する基板はり合わせ方法にお
いて、両基板1,4のはり合わせ面同士の接合を、真空
排気40により両基板1,4を接合させることにより行う
ことを特徴とするものである。
The invention of claim 1 of the present application will be described below with reference to the example of FIG. 1 showing an embodiment of the invention which will be described later in detail. That is, the present invention takes steps as shown in FIG. 1 (a) and then FIG. 1 (b) as illustrated in FIG. 1, which is a laminated substrate obtained by laminating two substrates 1 and 4. In the substrate bonding method for forming the substrate, the bonding surfaces of the substrates 1 and 4 are bonded to each other by bonding the substrates 1 and 4 by evacuation 40.

【0021】本出願の請求項2の発明について、後記詳
述する本発明の一実施例を示す図1の例を参照して説明
すると、次のとおりである。即ちこの発明は、図2に例
示のように図2(a)、つづいて図2(b)の如き工程
をとるものであり、これは2枚の基板1,4をはり合わ
せてはり合わせ基板を形成する基板はり合わせ方法にお
いて、両基板1,4のはり合わせ面同士の接合を、真空
排気40により両基板1,4を接合させることにより行う
とともに、真空排気40は一方の基板1の側から行い、該
一方の基板1には、通気用の細孔5を形成したことを特
徴とするものである。
The invention of claim 2 of the present application will be described below with reference to the example of FIG. 1 showing an embodiment of the invention which will be described later in detail. That is, the present invention takes steps as shown in FIG. 2 (a) and then FIG. 2 (b) as illustrated in FIG. 2, which is a laminated substrate obtained by laminating two substrates 1 and 4. In the substrate bonding method for forming the substrate, the bonding surfaces of both substrates 1 and 4 are bonded by bonding both substrates 1 and 4 by vacuum evacuation 40, and the vacuum evacuation 40 is located on one substrate 1 side. The first substrate 1 is characterized in that the pores 5 for ventilation are formed.

【0022】[0022]

【作用】本出願の請求項1の発明は、真空排気を利用し
て基板1,4同士を密着させてはり合わせるので、均一
な接着圧力がかけられ、気泡の発生を防止しつつ、良好
なはり合わせを達成できる。かつ、かかる気泡のない良
好なはり合わせを、基板1,4をいずれも凸状にする必
要なく実現できるので、パターン伸縮が生じず、よって
微細パターン形成のための基板のはり合わせも好適に利
用できる。
According to the invention of claim 1 of the present application, since the substrates 1 and 4 are brought into close contact with each other by utilizing vacuum exhaust, a uniform adhesive pressure is applied, and it is possible to prevent bubbles from being generated and to be excellent. Achievement can be achieved. In addition, since good bonding without such bubbles can be realized without making the substrates 1 and 4 convex, pattern expansion and contraction does not occur, and therefore the bonding of the substrates for forming a fine pattern is also preferably used. it can.

【0023】本出願の請求項2の発明は、真空排気側の
基板に通気用の細孔5を設けるので、これが排気用の穴
として機能し、よって仮に両基板1,4の間に気泡が残
るような場合でも、この細孔5から当該気泡をなす気体
が真空排気され、よって気泡の発生が更に確実に防止さ
れる。
According to the invention of claim 2 of the present application, since the pores 5 for ventilation are provided in the substrate on the side of vacuum evacuation, these function as holes for evacuation. Even in the case where it remains, the gas forming the bubble is evacuated from the pores 5 and thus the generation of the bubble is further reliably prevented.

【0024】[0024]

【実施例】以下図面を参照して、本発明の実施例につい
て説明する。但し当然のことではあるが、本発明は以下
に述べる実施例により限定を受けるものではない。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, as a matter of course, the present invention is not limited to the examples described below.

【0025】実施例1 図1を参照する。この実施例は、基板1,4として、2
枚の半導体ウェーハをはり合わせて、はり合わせウェー
ハを形成し、はり合わせ後研磨を行ってSOI構造を形
成する場合に、本出願の請求項1の発明を適用したもの
である。
Example 1 Reference is made to FIG. In this embodiment, the substrates 1 and 4 are 2
The invention according to claim 1 of the present application is applied to a case where a plurality of semiconductor wafers are bonded to each other to form a bonded wafer and polishing is performed after the bonding to form an SOI structure.

【0026】図1中、基板1,4は2枚の半導体ウェー
ハであり、それぞれの接着面は鏡面研磨されている。30
は半導体ウェーハ4を平坦に保持する真空チャック、6
は真空を保持するためのシールリングである。真空排気
を、矢印40で示す。真空チャック30の基板4を支持する
面(図の上面)は、同心円状のリング状に凸部31が形成
されて、この上に基板4が載置されるとともに凹部32を
介して、真空排気40がなされてここが吸引される結果、
基板4はしっかりと真空チャック30に保持される。なお
本実施例において、基板1,4のいずれかが台となる基
板で、いずれかがSOI構造パターン形成用基板である
場合も、いずれが真空チャック30側(図の下側)にあっ
てもよい。図示では、台となる基板4とがチャックされ
ている場合で示した。
In FIG. 1, substrates 1 and 4 are two semiconductor wafers, and their bonding surfaces are mirror-polished. 30
Is a vacuum chuck for holding the semiconductor wafer 4 flat, 6
Is a seal ring for holding a vacuum. The evacuation is indicated by arrow 40. The surface of the vacuum chuck 30 that supports the substrate 4 (the upper surface in the figure) is formed with a concentric ring-shaped convex portion 31 on which the substrate 4 is placed and vacuum exhaust via the concave portion 32. As a result of being done 40 and sucking here,
The substrate 4 is firmly held on the vacuum chuck 30. In the present embodiment, even if one of the substrates 1 and 4 is the substrate and the other is the SOI structure pattern forming substrate, whichever is on the vacuum chuck 30 side (the lower side of the drawing) Good. The drawing shows the case where the substrate 4 serving as a table is chucked.

【0027】図1(a)は、半導体ウェーハである基板
1及び基板4を真空チャック30の上にセットした状態を
示す。この状態においてシールリング6で基板ウェーハ
周辺を囲い、真空排気を行う。真空排気を始めると、真
空チャック30側の基板4が真空チャック30に吸引され、
平坦な面に吸着される。
FIG. 1A shows a state in which the substrates 1 and 4 which are semiconductor wafers are set on the vacuum chuck 30. In this state, the periphery of the substrate wafer is surrounded by the seal ring 6 and vacuum exhaust is performed. When evacuation is started, the substrate 4 on the vacuum chuck 30 side is sucked by the vacuum chuck 30,
Adsorbed on a flat surface.

【0028】次に、排気がなされる。即ち図の如くシー
ルリング6の内側から、基板1と基板4との間のガス及
びその他の残留ガスの排気を矢印の方向で行う。
Next, exhaust is performed. That is, as shown in the drawing, the gas between the substrate 1 and the substrate 4 and other residual gas are exhausted from the inside of the seal ring 6 in the direction of the arrow.

【0029】図1(b)は、ガスが完全に排気された状
態を示し、図の上側の基板1に大気圧がかかった状態を
示す。この状態で半導体ウェーハである両基板1,4は
完全に接合体ウェーハとなる。真空排気を解除すること
により、パターン伸縮が少なく、気泡の無い接合体ウェ
ーハを得ることができる。
FIG. 1 (b) shows a state in which the gas is completely exhausted, and shows a state in which the atmospheric pressure is applied to the upper substrate 1 in the figure. In this state, both substrates 1 and 4 which are semiconductor wafers become completely bonded wafers. By releasing the vacuum evacuation, it is possible to obtain a bonded wafer having little pattern expansion and contraction and no bubbles.

【0030】本実施例においては、平坦な真空チャック
30により保持されていることもあって、パターン伸縮は
きわめて小さく、伸縮が生じるとしても、数ppm以下
に抑えられる。気泡の残存も防止される。
In this embodiment, a flat vacuum chuck
Since it is held by 30, the pattern expansion / contraction is extremely small, and even if expansion / contraction occurs, it can be suppressed to a few ppm or less. Air bubbles are also prevented from remaining.

【0031】本実施例では、真空排気を行うことによ
り、図の上側の基板1には、そのはり合わせ面と逆の面
(図の上面)に大気圧がかかり、よって大気圧で図の下
側の基板4に密着され、即ち図の上方から押されるよう
になり、よってチャックと同時にはり合わせが達成され
る。真空排気であるので、気泡の残存が防げる。真空容
器内で基板同士のはり合わせを行う技術も考えられる
が、その場合は両基板間にことさら気圧差を出す手段を
講じるか、または静電圧着などの手段が必要であるが、
ここではそのような手段は不要である。
In this embodiment, by performing vacuum evacuation, the substrate 1 on the upper side of the drawing is subjected to the atmospheric pressure on the surface opposite to the bonding surface (the upper surface of the drawing), so that the atmospheric pressure is applied to the lower side of the drawing. It comes into close contact with the substrate 4 on the side, that is, it is pushed from the upper side of the drawing, so that the bonding is achieved at the same time as the chuck. Since it is evacuated, bubbles can be prevented from remaining. A technique for bonding the substrates to each other in a vacuum container is also conceivable, but in that case, it is necessary to provide a means for producing a pressure difference between the two substrates, or a means such as electrostatic pressure bonding,
No such means are necessary here.

【0032】なお本実施例に減圧ポンプを用いるとき
は、これは真空中に油分が逆流しないものを用いるか、
またはトラップで油分の逆流が防止できるようにするの
が好ましい。
When a pressure reducing pump is used in this embodiment, is it one in which oil does not flow back into the vacuum?
Alternatively, it is preferable that the trap can prevent the reverse flow of oil.

【0033】実施例2 図2を参照する。本例は本出願の請求項2の発明を具体
化したもので、実施例1と同様なはり合わせ半導体ウェ
ーハの形成についてこれを適用した。
Example 2 Referring to FIG. This example embodies the invention of claim 2 of the present application and was applied to the formation of a bonded semiconductor wafer similar to that of the first embodiment.

【0034】本実施例では、真空排気される側、即ち真
空チャック30側(図の下側)の基板1には、通気孔をな
す細孔5を形成する。これは真空排気箔に、排気用穴と
して機能する。
In this embodiment, the substrate 1 on the side to be evacuated, that is, on the side of the vacuum chuck 30 (the lower side of the drawing) is provided with the pores 5 forming the ventilation holes. This serves as an exhaust hole in the vacuum exhaust foil.

【0035】従って、図2(a)に示すように、真空排
気の際、シーリング6の内側からの排気(図2(a)に
矢印Iで示す)のみならず、基板1に設けられたこの細
孔5からも排気がなされる(図2(a)に矢印IIa,
IIbで示す)。よって、仮に気泡が基板1,4の間に
残存する可能性があっても、この細孔5から気泡を構成
しようとする気体が排気され、よって気泡の残存の可能
性を更に小さくしたはり合わせを達成できる。
Therefore, as shown in FIG. 2A, during the vacuum exhaust, not only the exhaust from the inside of the ceiling 6 (shown by the arrow I in FIG. 2A) but also the one provided on the substrate 1 is performed. Exhaust is also performed from the pores 5 (arrow IIa,
IIb). Therefore, even if bubbles may remain between the substrates 1 and 4, the gas that constitutes the bubbles is exhausted from the pores 5, so that the possibility of bubbles remaining is further reduced. Can be achieved.

【0036】本実施例においては、真空チャック30側の
基板1、即ち細孔5を設ける基板1は、パターン形成用
のものとした。次工程で反転して研磨工程に入るのを容
易にするためである。但し、必ずしもそうしなくてもよ
い。
In this embodiment, the substrate 1 on the side of the vacuum chuck 30, that is, the substrate 1 having the pores 5 is used for pattern formation. This is because it is easy to turn over in the next step and enter the polishing step. However, this is not always necessary.

【0037】本実施例では、実施例1で得られた作用効
果は、いずれも得ることができた。
In the present embodiment, all the operational effects obtained in the first embodiment could be obtained.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、基板のはり合わせに際
し、気泡の発生を防止できるとともに、良好な状態での
接合を達成でき、パターンの伸縮などの不都合の生じな
い基板はり合わせを実現できる。
According to the present invention, it is possible to prevent bubbles from being generated when the substrates are bonded together, to achieve bonding in a good condition, and to realize substrate bonding without causing inconvenience such as expansion and contraction of patterns. .

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

【図1】実施例1の工程を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a process of Example 1.

【図2】実施例2の工程を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a process of Example 2.

【図3】従来技術を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a conventional technique.

【図4】従来技術の問題点を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a problem of the conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板(半導体ウェーハ) 4 基板(半導体ウェーハ) 5 細孔(排気用穴) 30 真空チャック 40 真空排気 1 Substrate (semiconductor wafer) 4 Substrate (semiconductor wafer) 5 Pore (exhaust hole) 30 Vacuum chuck 40 Vacuum exhaust

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】2枚の基板をはり合わせてはり合わせ基板
を形成する基板はり合わせ方法におてい、 両基板のはり合わせ面同士の接合を、真空排気により両
基板を接合させることにより行うことを特徴とする基板
はり合わせ方法。
1. A substrate laminating method for laminating two substrates to form a laminated substrate, wherein the laminating surfaces of the two substrates are joined by joining the two substrates by vacuum exhaust. A method for laminating substrates, which is characterized by:
【請求項2】基板の少なくとも一方が半導体基板であ
り、絶縁部内に半導体部分が位置する構造の半導体装置
を得るための基板はり合わせである請求項1に記載の基
板はり合わせ方法。
2. The substrate bonding method according to claim 1, wherein at least one of the substrates is a semiconductor substrate, and the substrate bonding is for obtaining a semiconductor device having a structure in which a semiconductor portion is located in an insulating portion.
【請求項3】2枚の基板をはり合わせてはり合わせ基板
を形成する基板はり合わせ方法であって、 両基板のはり合わせ面同士の接合を、真空排気により両
基板を接合させることにより行うとともに、 真空排気は一方の基板の側から行い、 該一方の基板には、通気用の細孔を形成したことを特徴
とする基板はり合わせ方法。
3. A substrate laminating method for laminating two substrates to form a laminated substrate, wherein the laminating surfaces of the two substrates are joined by joining the two substrates by evacuation. The method for laminating substrates is characterized in that the vacuum evacuation is performed from the side of one substrate, and the one substrate is provided with pores for ventilation.
【請求項4】基板の少なくとも一方が半導体基板であ
り、絶縁部内に半導体部分が位置する構造の半導体装置
を得るための基板はり合わせである請求項3に記載の基
板はり合わせ方法。
4. The substrate bonding method according to claim 3, wherein at least one of the substrates is a semiconductor substrate, and the substrate bonding is for obtaining a semiconductor device having a structure in which a semiconductor portion is located in an insulating portion.
JP16026992A 1992-05-27 1992-05-27 Bonding method for substrate Pending JPH0669477A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1022184A (en) * 1996-06-28 1998-01-23 Sony Corp Substrate bonding device
JP2011035301A (en) * 2009-08-05 2011-02-17 Shin-Etsu Engineering Co Ltd Work adhesion holding apparatus and vacuum attaching machine
JP2014017512A (en) * 2013-09-24 2014-01-30 Nikon Corp Substrate bonding method

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