JPH09223781A - 貼り合わせsoiウェーハの製造方法 - Google Patents
貼り合わせsoiウェーハの製造方法Info
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Abstract
接着工程終了から接着熱処理工程開始までの経過時間に
特別な制約を設けなくてもボイドが発生しないような製
造方法を提供する。 【解決手段】 片面もしくは両面に鏡面研磨加工を施し
たベースウェーハと、片面もしくは両面を鏡面研磨加工
した後、熱酸化処理を施して所定の厚さの絶縁膜を形成
した活性ウェーハとを、加圧しつつ接着し、更に、接着
熱処理を施して貼り合わせる貼り合わせSOIウェーハ
の製造方法において、ベースウェーハには疎水性処理を
施し、活性ウェーハには親水性処理を施した後、接着す
る。
Description
ウェーハの製造方法に係り、特に貼り合わせSOIウェ
ーハの接着に関する。
方法においては、図3に示すように、片面もしくは両面
に鏡面加工を施したベースウェーハ1と、片面もしくは
両面に鏡面加工を施した上、熱酸化処理を施して所定の
厚さの絶縁膜 (SiO2)2aを形成した活性ウェーハ
2とをそれぞれアンモニアと過酸化水素水との水溶液な
どで洗浄して親水性処理を施した後、接着治具を用いて
加圧しつつ接着する。そして所定時間経過後、前記接着
したウェーハに接着熱処理を行っている。接着後、接着
熱処理までの経過時間は納期と熱処理炉の都合等を考慮
して適宜定めている。
てから接着熱処理までの経過時間はロットごとにばらつ
きがあるが、ロットによっては図4に示すようにウェー
ハ周辺部にボイド3が発生する。この図は、一例として
接着後36時間経過した貼り合わせSOIウェーハを超
音波探傷計で調査した結果を示している。ボイド3はウ
ェーハの外周から1.5mmないし5mmの範囲に発生
していることが多い。このウェーハ周辺部のボイドは、
接着工程終了から接着熱処理工程開始までの経過時間と
ともに増加する傾向があり、また、このウェーハ周辺部
のボイドは接着熱処理工程後は発生しない。接着したウ
ェーハにボイドが1個でも発生していると、そのウェー
ハは不良品として廃棄しなければならない。従って、前
記経過時間を短縮するよう熱処理工程を調整しなければ
ならない。
ハの代替品として2枚のシリコンウェーハを用いる直接
貼り合わせウェーハが用いられている。この貼り合わせ
ウェーハに関して特開平7−263290号公報で製造
方法が開示されているが、これは2枚のシリコンウェー
ハをフッ酸溶液で洗浄した後、貼り合わせるものであ
る。この方法では、表面の酸化膜が除去されてしまうた
め、中間層に絶縁膜を有するSOIウェーハを製造する
ことはできないという問題があった。
で、接着工程終了から接着熱処理工程開始までの経過時
間に特別な制約を設けなくてもボイドが発生しないよう
な貼り合わせSOIウェーハの製造方法を提供すること
を目的とする。
め、本発明の貼り合わせSOIウェーハの製造方法は、
片面もしくは両面に鏡面研磨加工を施したベースウェー
ハと、片面もしくは両面を鏡面研磨加工した後、熱酸化
処理を施して所定の厚さの絶縁膜を形成した活性ウェー
ハとを加圧しつつ接着する接着工程と、更に、接着熱処
理を施して貼り合わせる接着熱処理工程とを含む貼り合
わせSOIウェーハの製造方法において、前記接着工程
に先立ち、ベースウェーハに疎水性処理を施す疎水性処
理工程と、活性ウェーハに親水性処理を施す親水性処理
工程とを含むことを特徴とする。また、望ましくは前記
ベースウェーハに施す疎水性処理工程は、フッ酸系水溶
液を用いた湿式処理工程である。
用いた湿式処理工程であることを特徴とする。このフッ
酸系水溶液は、自然酸化膜を除去しうる程度のフッ酸濃
度を有するように構成された、フッ酸を主成分とする水
溶液を意味するものであり、他の成分を含有していても
よい。
理工程としては、ドライエッチング工程を用いるように
してもよい。
はプラズマエッチング工程を用いるようにしてもよい。
モニアと過酸化水素との水溶液による洗浄工程の他、硫
酸と過酸化水素水との水溶液による洗浄(SPM)工
程、前記親水性処理を塩酸と過酸化水素水との水溶液に
よる洗浄工程を用いるようにしてもよい。
工程を改良したものである。すなわち、親水性処理は活
性ウェーハに対して行い、ベースウェーハには疎水性処
理を施すようにしたことを特徴とする。これにより、接
着工程から接着熱処理工程までの経過時間の長短にかか
わらず、ウェーハ周辺部にボイドが発生することはな
い。
されるため、酸化膜はあまり除去されることなく、清浄
な表面を得ることができる一方、ベースウェーハに施す
疎水性処理は、ベースウェーハ表面の自然酸化膜を十分
に除去可能な濃度のフッ酸溶液(HF)等でエッチング
処理するなどの方法により洗浄するものであるため、ベ
ースウェーハの表面は接着に適した清浄な面となる。こ
のように、親水性処理を行い、不純物を除去するととも
にOH基を付加した活性ウェーハ表面と、疎水性処理を
行い、自然酸化膜を除去し清浄化したベースウェーハ表
面を、張り合わせることにより、極めて密着性よく良好
に接着され得、この接着工程後、接着熱処理を行うまで
の、経過時間が長くなった場合にも、ボイドの発生もな
く、信頼性の高い張り合わせウェーハを得ることが可能
となる。
の両方に対し共に親水性処理工程を施した後、ベースウ
ェーハに対してのみ、疎水性処理を施すようにしてもよ
い。
SOIウェーハの製造方法について、図面を参照し筒、
詳細に説明する。図1は貼り合わせSOIウェーハの製
造工程を示す模式図である。
リコンウェーハをベースウェーハとして用い、このベー
スウェーハ1に疎水性処理を施す。疎水性処理とは、ウ
ェーハ表面の自然酸化膜を十分に除去できる濃度のフッ
酸溶液でベースウェーハ1を洗浄することである。一
方、活性ウェーハ2は片面もしくは両面を鏡面研磨加工
した後、熱酸化処理を施して所定の厚さの絶縁膜 (S
iO2)2aを形成したもので、この活性ウェーハ2に
は親水性処理を施す。前記親水性処理は、アンモニアと
過酸化水素との水溶液による洗浄、硫酸と過酸化水素水
との水溶液による洗浄(SPM)、塩酸と過酸化水素水
との水溶液による洗浄のいずれでもよい。このような処
理を行ったベースウェーハ1と活性ウェーハ2とを接着
治具を用いて加圧しつつ接着した後、接着熱処理を行
う。
による実験結果は、下記の通りである。
1.5%,5%,10%,49%の4水準とし、これら
の濃度のフッ酸溶液を用いてベースウェーハを洗浄し
た。活性ウェーハにはアンモニアと過酸化水素水との水
溶液による洗浄を行って親水性を付与した。その後、接
着治具を用いて前記2枚のウェーハを接着し、接着状況
を確認した。更に、接着熱処理工程開始までの経過時間
ごとにボイドの発生状況を調査した。また、比較のため
ベースウェーハ、活性ウェーハの両方に従来法による親
水性処理を施したものを接着し、前記と同様の調査を行
った。
のボイド数との関係を示す。ベースウェーハ、活性ウェ
ーハともに親水性処理を施した従来法による貼り合わせ
ウェーハでは、接着して1時間後からボイドが発生し、
240時間後には100個程度の発生が見られた。これ
に対し、ベースウェーハを濃度1.5%,5%,10
%,49%のHF溶液で洗浄し、活性ウェーハにアンモ
ニアと過酸化水素水との水溶液による洗浄を行って親水
性を付与した後接着した貼り合わせウェーハではボイド
が発生していない。従って、ベースウェーハ上の自然酸
化膜を十分に除去できる濃度である1.5%以上の濃度
のHF洗浄を行えば、接着してから少なくとも240時
間経過してもボイドは発生しないということが確認され
た。接着強度に関しては、ベースウェーハを上記4つの
HF濃度で洗浄し、従来法による親水性処理を施した場
合と同じ温度による熱処理を行ったが、これらの強度と
従来法による親水性処理を施した場合の強度との差は見
られなかった。
フッ酸溶液により行ったが、これに限定するものではな
く、他の湿式処理方法の他、プラズマエッチングなどの
ドライエッチングなど前記ベースウェハの表面に形成さ
れた自然酸化膜を除去することのできる方法であればよ
い。
ベースウェーハにフッ酸洗浄による疎水性処理、活性ウ
ェーハに親水性処理を行うことにより、接着工程から接
着熱処理工程までの経過時間が240時間以下であれば
ウェーハ周辺部のボイド発生がなく、ボイドによる不良
率を著しく低減させることができる。また、これに伴っ
て接着工程終了後、接着熱処理工程までの時間間隔を大
幅に延長することができ製造工程の管理が容易となる。
式図。
を示す図。
製造工程を示す模式図。
おけるボイドの発生状況の一例を示す模式図。
Claims (8)
- 【請求項1】 片面もしくは両面に鏡面研磨加工を施し
たベースウェーハと、片面もしくは両面を鏡面研磨加工
した後、熱酸化処理を施して所定の厚さの絶縁膜を形成
した活性ウェーハとを、加圧しつつ接着する接着工程
と、更に接着熱処理を施してこれらを貼り合わせる接着
熱処理工程とを含む貼り合わせSOIウェーハの製造方
法において、 前記接着工程に先立ち、ベースウェーハに疎水性処理を
施す疎水性処理工程と活性ウェーハに親水性処理を施す
親水性処理工程とを含むことを特徴とする貼り合わせS
OIウェーハの製造方法。 - 【請求項2】 前記疎水性処理工程は、ベースウェーハ
に対しフッ酸系水溶液を用いた湿式処理を行う工程であ
ることを特徴とする請求項1記載の貼り合わせSOIウ
ェーハの製造方法。 - 【請求項3】 前記疎水性処理工程は、ドライエッチン
グ工程であることを特徴とする請求項1記載の貼り合わ
せSOIウェーハの製造方法。 - 【請求項4】 前記ドライエッチング工程はプラズマエ
ッチングであることを特徴とする請求項3記載の貼り合
わせSOIウェーハの製造方法。 - 【請求項5】 前記親水性処理工程は、アンモニアと過
酸化水素水との水溶液による洗浄工程であることを特徴
とする請求項1記載の貼り合わせSOIウェーハの製造
方法。 - 【請求項6】 前記親水性処理工程は、硫酸と過酸化水
素水との水溶液(SPM)による洗浄工程であることを
特徴とする請求項1記載の貼り合わせSOIウェーハの
製造方法。 - 【請求項7】 前記親水性処理工程は、塩酸と過酸化水
素水との水溶液による洗浄工程であることを特徴とする
請求項1記載の貼り合わせSOIウェーハの製造方法。 - 【請求項8】 前記親水性処理工程は、接着工程に先立
ち、ベースウェーハと活性ウェーハとの両方に親水性処
理を施す工程であり、この後、ベースウェーハに疎水性
処理を施す疎水性処理工程を含むことを特徴とする請求
項1の貼り合わせSOIウェーハの製造方法。
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JP7-347658 | 1995-12-15 | ||
JP29184796A JP3917219B2 (ja) | 1995-12-15 | 1996-11-01 | 貼り合わせsoiウェーハの製造方法 |
Publications (2)
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JPH09223781A true JPH09223781A (ja) | 1997-08-26 |
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Family
ID=26558723
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3917219B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006054465A (ja) * | 2004-08-12 | 2006-02-23 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | ウェハ接合によって製造される半導体−誘電体−半導体デバイス構造体 |
JP2008177531A (ja) * | 2006-12-18 | 2008-07-31 | Soi Tec Silicon On Insulator Technologies | ダブルプラズマutbox |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63111652A (ja) * | 1986-10-30 | 1988-05-16 | Fujitsu Ltd | ウエハ接着方法 |
JPH05198549A (ja) * | 1991-08-26 | 1993-08-06 | Nippondenso Co Ltd | 半導体基板の製造方法 |
-
1996
- 1996-11-01 JP JP29184796A patent/JP3917219B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63111652A (ja) * | 1986-10-30 | 1988-05-16 | Fujitsu Ltd | ウエハ接着方法 |
JPH05198549A (ja) * | 1991-08-26 | 1993-08-06 | Nippondenso Co Ltd | 半導体基板の製造方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006054465A (ja) * | 2004-08-12 | 2006-02-23 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | ウェハ接合によって製造される半導体−誘電体−半導体デバイス構造体 |
JP2008177531A (ja) * | 2006-12-18 | 2008-07-31 | Soi Tec Silicon On Insulator Technologies | ダブルプラズマutbox |
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---|---|
JP3917219B2 (ja) | 2007-05-23 |
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