CN115602603A - 贴合晶圆的制造方法 - Google Patents

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冈部秀光
广重毅
中尾博之
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    • H01L21/76—Making of isolation regions between components
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Abstract

本发明的目的在于提供一种能够抑制产生滑移，并且抑制产生孔隙的贴合晶圆的制造方法，将支撑基板用晶圆和活性层用晶圆经由绝缘膜进行贴合。本方法包括：激光标记印刷工序，在支撑基板用晶圆及活性层用晶圆各自的与贴合面相反的一侧的面印刷激光标记；及贴合工序，将支撑基板用晶圆及活性层用晶圆的与在激光标记印刷工序中印刷了激光标记的面相反的一侧的面即贴合面彼此经由绝缘膜进行贴合。本方法还包括：凹凸形状判别工序，在激光标记印刷工序之前进行，并判别支撑基板用晶圆及活性层用晶圆各自的凹凸的朝向。在激光标记印刷工序中，在凹凸形状判别工序中被判别为凹侧的那一侧的支撑基板用晶圆及活性层用晶圆各自的面印刷激光标记。

Description

贴合晶圆的制造方法
技术领域
本发明涉及一种贴合晶圆的制造方法。
背景技术
以往已知有一种将活性层用晶圆和支撑基板用晶圆经由氧化膜贴合而成的贴合SOI（Silicon On Insulator：绝缘体上的硅）晶圆。
在这种贴合晶圆中，有时会在贴合界面产生孔隙。
对此，例如，在专利文献1中提出了如下技术：在使2片晶圆变形为凸状之后，将凸面彼此进行贴合，由此抑制产生孔隙。
专利文献1：日本特开2000-348992号公报。
然而，在专利文献1中所记载的方法中，对晶圆施加外力而形成凸状，因此有可能在晶圆内部产生应变，有在贴合晶圆中产生滑移（晶***错）的忧虑。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够抑制产生滑移，并且抑制产生孔隙的贴合晶圆的制造方法。
本发明的主旨方案如下。
（1）一种贴合晶圆的制造方法，其为将支撑基板用晶圆和活性层用晶圆经由绝缘膜进行贴合而制造贴合晶圆的方法，其特征在于，
该方法包括：
激光标记印刷工序，在所述支撑基板用晶圆及所述活性层用晶圆各自的与贴合面相反的一侧的面印刷激光标记；及
贴合工序，将所述支撑基板用晶圆及所述活性层用晶圆的与在所述激光标记印刷工序中印刷了所述激光标记的面相反的一侧的面即所述贴合面彼此经由所述绝缘膜进行贴合，
该方法还包括：
凹凸形状判别工序，在所述激光标记印刷工序之前进行，并判别所述支撑基板用晶圆及所述活性层用晶圆各自的凹凸的朝向，
在所述激光标记印刷工序中，在所述凹凸形状判别工序中被判别为凹侧的那一侧的所述支撑基板用晶圆及所述活性层用晶圆各自的面印刷所述激光标记。
（2）根据上述（1）所述的贴合晶圆的制造方法，其中，
在所述凹凸形状判别工序中，将Bow作为指标而进行判别。
（3）根据上述（1）或（2）所述的贴合晶圆的制造方法，其中，
在所述贴合工序中，使所述支撑基板用晶圆及所述活性层用晶圆从相互的所述贴合面的中心附近逐渐接触。
（4）根据上述（1）至（3）中任一项所述的贴合晶圆的制造方法，其中，
所述凹凸形状判别工序在研磨工序之后进行。
发明效果
根据本发明，能够提供一种能够抑制产生滑移，并且抑制产生孔隙的贴合晶圆的制造方法。
附图说明
图1是本发明的一实施方式所涉及的贴合晶圆的制造方法的流程图。
图2是以往的贴合晶圆的制造方法的流程图。
图3是用于对Bow进行说明的示意图。
图4用于对Warp进行说明的示意图。
图5是表示实施例1的评价结果的图。
图6是表示实施例2的评价结果的图。
具体实施方式
以下，参考附图对本发明的实施方式详细地例示说明。
图1是本发明的一实施方式所涉及的贴合晶圆的制造方法的流程图。并且，图2是以往的贴合晶圆的制造方法的流程图。另外，在图2中，为了与图1的流程进行比较，在步骤S204与步骤S207之间步骤的编号跳跃。
如图1所示，在本实施方式的贴合晶圆的制造方法中，首先，对单晶硅锭进行切片（切片工序：步骤S101）。在单晶硅锭的生长中，能够使用CZ法或悬浮区熔法（FloatingZone、FZ）法等已知的方法。在上述单晶硅锭的生长中，能够适当调整氧浓度或碳浓度、氮浓度等，以使从生长的硅锭采集的硅晶圆具有所期望的特性。并且，关于导电型，也能够添加适当的掺杂剂来制成n型或p型。关于切片方法，也能够使用已知的方法。
接着，对通过切片而得到的硅晶圆进行倒角处理（倒角：步骤S102）。接着，对进行了倒角处理的硅晶圆进行研磨（研磨工序：步骤S103）。接着，对进行了研磨处理的硅晶圆再次进行倒角处理（倒角：步骤S104）。这些倒角及研磨处理也能够利用已知的方法来进行。使用完成了这些处理的硅晶圆，准备支撑基板用晶圆及活性层用晶圆。
接着，如图1所示（与图2比较），判别支撑基板用晶圆及活性层用晶圆各自的凹凸的朝向（凹凸形状判别工序：步骤S105）。该凹凸形状判定工序在后述的激光标记印刷工序之前进行。即，在该凹凸形状判别工序中，测定结束了步骤S102～步骤S104的倒角处理及研磨处理的支撑基板用晶圆及活性层用晶圆所具有的（作为整体形状的）凹凸形状而判别哪个面为凸（凹）侧。
作为一例，在凹凸形状判别工序中，优选将Bow作为指标而进行判别。其中，“Bow”及后述的“Warp”根据JEIDA-43-1999、ASTM F1530-94规定有测定方法。并且，例如能够利用KLA公司制造的平坦度测定器来测定Bow或Warp。
图3是用于对Bow进行说明的示意图。如图3所示，能够将在晶圆中心处从基准面向与该基准面垂直的方向位移的值为正的情况作为凸侧并将负的情况作为凹侧而进行判别。基准面能够设为从晶圆的外缘向径向内侧分开3mm的、通过在周向上等间隔设置的3点的平面，或者，也能够设为对于晶圆整面的最佳拟合的（例如，基于最小二乘法的误差成为最小的）平面。关于后述的Warp的基准面也相同。另外，从晶圆外周向径向内侧3mm为止的区域除外。
另外，优选即将开始凹凸形状判别工序之前测定支撑基板用晶圆及活性层用晶圆的Warp（参考图4）。当凸形状的程度过大时，有装置的传送误差（处理臂（handling arm）的误吸附）或贴合时在使2片晶圆对位之前从中心附近自然地开始贴合而引起贴合偏移等的忧虑，因此例如能够将Warp为30μm以下作为晶圆的合格基准而仅使合格的晶圆进入凹凸形状判别工序。另外，在Warp的测定中，从晶圆外周向径向内侧3mm为止的区域也除外。
接着，如图1所示，使被判别为印刷激光标记的一侧的面（在当前的位置状态下）为凸侧的支撑基板用晶圆及活性层用晶圆反转而使相对于激光光源相向的面成为凹侧（凸形状晶圆反转：步骤S106）。
这种反转能够使用已知的晶圆用传送臂等来进行。另外，也可能存在变更激光光源侧的位置的情况等，因此凸形状晶圆并不总是反转。
接着，在支撑基板用晶圆及活性层用晶圆各自的与贴合面相反的一侧的面印刷激光标记（激光标记印刷工序：步骤S107）。因此，在该激光标记印刷工序中，在凹凸形状判别工序（步骤S104）中被判别为凹侧的那一侧的支撑基板用晶圆及活性层用晶圆各自的面印刷激光标记。
激光标记的印刷能够利用已知的方法来进行，作为用于激光标记的激光光源，例如能够使用红外线激光或CO2激光、YLF激光（固体激光）。其中，优选使用YLF激光，因为能够将热损伤抑制为较低。能够适当调整射束直径或强度。
接着，如图1所示，对印刷了激光标记的支撑基板用晶圆及活性层用晶圆进行蚀刻（蚀刻工序：步骤S108）。接着，对进行了蚀刻的支撑基板用晶圆及活性层用晶圆进行磨削（磨削：步骤S109），接着，对进行了磨削的支撑基板用晶圆及活性层用晶圆进行边缘研磨（边缘研磨：步骤S110）。接着，对进行了边缘研磨的支撑基板用晶圆及活性层用晶圆进行研磨（研磨：步骤S111）。接着，对进行了研磨的支撑基板用晶圆及活性层用晶圆进行清洗（清洗：步骤S112）。接着，对进行了清洗的支撑基板用晶圆及活性层用晶圆进行测定并检查晶圆的各种品质的测定检查（测定检查：步骤S113）。接着，对进行了测定检查的支撑基板用晶圆及活性层用晶圆进行精洗（精洗：步骤S114）。这些蚀刻工序、磨削、边缘研磨、研磨、清洗、测定检查及精洗能够利用已知的方法来进行。
接着，将支撑基板用晶圆及活性层用晶圆的与在激光标记印刷工序中印刷了激光标记的面相反的一侧的面即贴合面彼此经由绝缘膜进行贴合（贴合工序：步骤S115）。绝缘膜能够设为SiO2等已知的材料。
贴合能够利用已知的方法来进行，在贴合工序中，优选将支撑基板用晶圆及活性层用晶圆以从相互的贴合面的中心附近逐渐接触的方式进行贴合。这是因为能够更进一步抑制产生孔隙。
根据本实施方式的贴合晶圆的制造方法，如上所述，在激光标记印刷工序之前，判别支撑基板用晶圆及活性层用晶圆各自的凹凸的朝向，其后，在支撑基板用晶圆及活性层用晶圆各自的与贴合面相反的一侧的面印刷激光标记。由此，在激光标记印刷工序中，在凹凸形状判别工序中被判别为凹侧的那一侧的支撑基板用晶圆及活性层用晶圆各自的面印刷激光标记。
然后，在贴合工序中，将支撑基板用晶圆及活性层用晶圆的与在激光标记印刷工序中印刷了激光标记的面相反的一侧的面即贴合面彼此经由绝缘膜进行贴合。由此，支撑基板用晶圆的凸面与活性层用晶圆的凸面可靠地贴合，因此（例如与未考虑到凹凸的朝向而进行贴合的情况等相比）能够更可靠地抑制产生孔隙。
根据本实施方式的贴合晶圆的制造方法，不需要对支撑基板用晶圆及活性层用晶圆施加使它们的形状变形的外力，因此还能够抑制产生滑移。
如上，根据本实施方式的贴合晶圆的制造方法，能够提供一种能够抑制产生滑移，并且抑制产生孔隙的贴合晶圆的制造方法。
其中，在凹凸形状判别工序中，优选将Bow作为指标而进行判别。这是因为，由于Bow关于从基准面起的位移，并在晶圆的中心点处进行测定，因此适合作为影响到贴合的凹凸形状的指标。
并且，在贴合工序中，优选使支撑基板用晶圆及活性层用晶圆从相互的贴合面的中心附近逐渐接触。这是因为能够更进一步抑制产生孔隙。
并且，凹凸形状判别工序优选在研磨工序之后进行。若在研磨工序之前进行凹凸形状判别工序，则因切片工序对晶圆形状的影响而在研磨之后有可能成为与凹凸形状的判别结果不同的凹凸的状态。相对于此，通过在研磨工序之后进行凹凸形状判别工序，能够避免这种问题。
实施例
以下，对本发明的实施例进行说明，但本发明并不受以下实施例的任何限定。
（实施例1）
在以图1所示的制造流程制造了贴合晶圆的发明例和以图2所示的以往的流程制造了贴合晶圆的比较例中，对孔隙的产生率进行了比较。通过红外线干涉法（IR法）及超声波检查进行了孔隙的检查。另外，在凹凸的判定中，将Bow作为指标，并使用了KLA公司制造的9700 UltraGage。
图5是表示实施例1的评价结果的图。
如图5所示，将比较例的贴合孔隙不良的产生率设为1时，能够将产生率抑制至0.05（不良率为比较例23%、发明例1.1%）。
（实施例2）
关于Bow值已知的晶圆，将活性层用晶圆及支撑基板用晶圆分别准备92片，以图1的流程实施贴合，并确认了有无产生孔隙。
其结果，如图6所示，确认到在2片贴合晶圆中产生孔隙不良，其均为存在Bow值为负值的晶圆的组合。
Bow值（活性层用晶圆，支撑基板用晶圆）
→第1片的孔隙不良（-1.10，0.11）
→第2片的孔隙不良（-0.23，-1.89）
（单位μm）。
第1片的孔隙不良晶圆结果表明，即使其中一个为凹形状且另一个为凸（Bow值为正），也存在产生孔隙的风险。

Claims (5)

1.一种贴合晶圆的制造方法，其为将支撑基板用晶圆和活性层用晶圆经由绝缘膜进行贴合而制造贴合晶圆的制造方法，其特征在于，
该方法包括：
激光标记印刷工序，在所述支撑基板用晶圆及所述活性层用晶圆各自的与贴合面相反的一侧的面印刷激光标记；及
贴合工序，将所述支撑基板用晶圆及所述活性层用晶圆的与在所述激光标记印刷工序中印刷了所述激光标记的面相反的一侧的面即所述贴合面彼此经由所述绝缘膜进行贴合，
该方法还包括：
凹凸形状判别工序，在所述激光标记印刷工序之前进行，并判别所述支撑基板用晶圆及所述活性层用晶圆各自的凹凸的朝向，
在所述激光标记印刷工序中，在所述凹凸形状判别工序中被判别为凹侧的那一侧的所述支撑基板用晶圆及所述活性层用晶圆各自的面印刷所述激光标记。
2.根据权利要求1所述的贴合晶圆的制造方法，其中，
在所述凹凸形状判别工序中，将Bow作为指标而进行判别。
3.根据权利要求1或2所述的贴合晶圆的制造方法，其中，
在所述贴合工序中，使所述支撑基板用晶圆及所述活性层用晶圆从相互的所述贴合面的中心附近逐渐接触。
4.根据权利要求1或2所述的贴合晶圆的制造方法，其中，
所述凹凸形状判别工序在研磨工序之后进行。
5.根据权利要求3所述的贴合晶圆的制造方法，其中，
所述凹凸形状判别工序在研磨工序之后进行。
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