JP2013247195A - Soiウェーハの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】2枚のシリコンウェーハを貼り合わせてSOIウェーハを製造する際、2枚のシリコンウェーハのうち少なくとも一方のウェーハの表面に、当該ウェーハを回転させながら有機物含有ガスを直接吹き付けて所定量の有機物を吸着させた後、2枚のウェーハの貼り合わせを行う。その際、ウェーハに吹き付ける有機物含有ガスのTVOC濃度をVOC計26で測定し、当該測定結果に基づき、吹き付けるキャリアガスの流量及びキャリアガス中の有機物濃度の少なくとも一方を制御する。
【選択図】図5
Description
活性側ウェーハおよび絶縁膜が形成された支持側ウェーハとなる直径200mmのシリコンウェーハを用意し、図1のウェーハ貼り合わせシステムを用いてウェーハ表面に有機物を吸着させた。有機物含有ガスの吹き付け条件は以下の通りである。まず、ガス流量に関しては、有機物含有ガスの流量を1L/分とし、濃度制御用の窒素ガスの流量を29L/分とし、ノズル13から供給する合計のガス流量は30L/分とした。有機物にはNMPを用い、キャリアガスには窒素ガスを用い、有機物含有ガスの生成方法には窒素ガスによる揮発方式(図6(b)参照)を採用した。
ノズル13の一往復のスイング時間を10秒から4秒に変えた点以外は実施例1と同様の条件下で有機物含有ガスの吹き付けを行い、その後、実施例1と同様の評価を行った。なお、一往復のスイング時間を4秒としたことに伴い、ノズル13のスイング回数を5回、10回、30回とした。この場合、各スイング回数に対応するガスの吹き付け時間はそれぞれ20秒、40秒、120秒となる。その結果、吹き付け時間が実施例1と同じであれば一往復のスイング時間を変えても吸着量の変化はなく、面内分布も良好であることが確認された。
ウェーハの回転数をパラメータとした点以外は実施例1と同様の条件下で有機物含有ガスの吹き付けを行い、その後、実施例1と同様の評価を行った。またこれに伴い、ノズル13のスイング回数を4回に設定した。なお、スイング回数に対応するガスの吹き付け時間は40秒となる。ウェーハの回転数は、30、60、150、300、450、600rpmとした。その結果、有機物の吸着量はすべての回転数において3ng/cm2程度であり、ウェーハの回転数が30〜600rpmの範囲内であれば吸着量に変化がないことが確認された。また、ライフタイムマップの標準偏差も1未満(<1)であり、面内分布も良好であることが確認された。
有機物含有ガスの流量を0.5L/分とし、濃度制御用の窒素ガスの流量を29.5L/分とした点以外は実施例1と同様の条件下で有機物含有ガスの吹き付けを行い、その後、実施例1と同様の評価を行った。その結果、図9に示すように、実施例1に比べて有機物の吸着量は少ないものの、有機物の吸着量は安定しており、ライフタイムマップの標準偏差もすべて1未満(<1)であった。
有機物としてIPA(イソプロピルアルコール)を用いた点以外は実施例1と同様の条件下で有機物含有ガスの吹き付けを行い、その後、実施例1と同様の評価を行った。なお、ガス流量に関しては、NMPよりもウェーハ表面に吸着しにくいことを考慮し、有機物含有ガスの流量を1L/分とし、濃度制御用の窒素ガスは使用しなかった。
ノズル13のスイングを行わずウェーハ2の中心に固定した点以外は実施例1と同様の条件下で有機物含有ガスの吹き付けを行い、その後、実施例1と同様の評価を行った。その結果、図11及び図12に示すように、安定性は良く、吹き付け時間に応じて吸着量を制御することも可能であるが、吸着量が5ng/cm2の条件では面内分布を持つことが確認された。
活性側ウェーハ及び絶縁膜が形成された支持側ウェーハをそれぞれ25枚ずつ用意し、これらを有機物(NMP)の存在する環境下でBtタイプの洗浄機を用いて洗浄し、さらに同じ環境下でスピンドライヤーを用いて乾燥した。その後、活性側ウェーハ25枚から任意に選択した5枚のウェーハを有機物の吸着量の分析に用い、別の5枚については最終的なSOI加工を行い、実施例1と同様の評価を行った。その結果を図13及び図14に示す。
活性側ウェーハ25枚と絶縁膜が形成された支持側ウェーハ25枚とを有機物(NMP)の存在しない環境下で洗浄した後、図15の模式図に示すように、有機物(NMP)の溶液81が入った密閉容器82の中に所定の時間放置した。各ウェーハはカセット83内の順に並んだスロット1〜25にそれぞれ収容し、縦置きの状態で密閉容器82内に放置した。密閉容器82内でのウェーハの放置時間は、1分、5分、10分の3通りとした。その後、活性側ウェーハ25枚のうちの5枚を有機物の吸着量の分析に用い、別の5枚に対して最終的なSOI加工を行い、実施例1と同様の評価を行った。有機物の吸着量の分析に用いた5枚のウェーハは、カセット83のスロット1、7、13、19及び25に収容されていたものを用い、できるだけ分散して選択した。その結果を図16及び図17に示す。
活性側ウェーハに相当する自然酸化膜を有するシリコンウェーハを15枚の準備し、各ウェーハに一般的なSC1洗浄を施した後、雰囲気付着方式により有機物を付着させる処理を行った。すなわち、有機物としてNMPが入った密閉容器内にウェーハを1枚ずつセットし、10分間放置して、各ウェーハの表面に有機物を付着させる処理を順に行った。その後、GC−MSを用いて各ウェーハの表面の単位面積(cm2)当たりの有機物の付着量(有機物濃度)を測定した。
(実施例8)
有機物含有ガスの濃度ばらつきを改善するために、マスフローコントローラを具備した流量制御系(図5参照、特にマスフローコントローラ23b)を設け、有機物含有ガスのTVOC濃度が一定となるように有機物含有ガス5B及び希釈ガス5Cの流量を制御しながら有機物の強制付着を行った。その結果を図22に示す。なお図22の横軸及び縦軸は図20と同じである。
2 シリコンウェーハ
2A 活性側ウェーハ
2B 支持側ウェーハ
2C 貼り合わせSOIウェーハ
4,4A 有機物
5A 不活性ガス
5,5B 有機物含有ガス
5C 希釈用不活性ガス
10 ガス吹き付け機構
11 回転ステージ
12 アーム
13 ノズル
20 ガス混合装置
21 パーティクルフィルタ
22a〜22c 電磁弁(減圧弁)
23a〜23c マスフローコントローラ
24a〜24c 配管ライン
24e サンプリングライン
25 ポット(密閉容器)
26b,26c 逆止弁
27 VOC計
28 コンピュータ
29 ヒーター
30 自動貼り合わせ機構
40 ガス回収機構
50 搬送ロボット
61 活性側カセット
62 支持側カセット
63 ウェーハカセット
70 アライナ
81 有機物(NMP)の溶液
82 密閉容器
83 カセット
Claims (7)
- 2枚のシリコンウェーハのうち少なくとも一方のウェーハの表面に、キャリアガスに揮発させた有機物を含有させた有機物含有ガスを直接吹き付けて前記有機物を吸着させた後、前記2枚のウェーハの貼り合わせを行うSOIウェーハの製造方法であって、
前記ウェーハに吹き付ける前記有機物含有ガス中の有機物濃度を測定し、当該測定結果に基づき、前記有機物含有ガスの流量及び前記有機物含有ガス中の有機物濃度の少なくとも一方を制御することを特徴とするSOIウェーハの製造方法。 - 前記有機物含有ガス中の有機物濃度の測定は、前記有機物含有ガス中のTVOC濃度を測定するものであることを特徴とする請求項1に記載のSOIウェーハの製造方法。
- 前記有機物含有ガス中の有機物濃度の測定は、水素炎イオン化検出法またはFTIR法により行うものであることを特徴とする請求項1または2に記載のSOIウェーハの製造方法。
- 前記ウェーハを回転させながら有機物含有ガスを吹き付けることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載のSOIウェーハの製造方法。
- ガス供給ノズルを前記ウェーハの半径方向に所定の周期で複数回スイングさせながら前記有機物含有ガスを吹き付けることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載のSOIウェーハの製造方法。
- 前記ウェーハの中心にガスを吹き付けることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載のSOIウェーハの製造方法。
- 前記有機物含有ガスは、N−メチル−2−ピロリドンを含有する不活性ガス、あるいは芳香族炭化水素類、塩化炭化水素類、アルコール類、又はグリコール化合物類の有機物を含む不活性ガスであることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載のSOIウェーハの製造方法。
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