JP2589994B2 - ウェーハの接着方法 - Google Patents
ウェーハの接着方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
- H01L21/2003—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy characterised by the substrate
- H01L21/2007—Bonding of semiconductor wafers to insulating substrates or to semiconducting substrates using an intermediate insulating layer
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 ウエーハの接着方法に関し、特に２枚の大口径ウエー
ハの接着の場合における未接着領域の発生を防止すると
共に接着処理手段及び接着処理方法の簡単化を実現しう
るようにすることを目的とし、不活性ガス雰囲気中もし
くは真空中で第１のウエーハを加熱し、その上に第１の
ウエーハより低温の第２のウエーハを、外力を加えるこ
となく中心をほぼ一致させるようにして重ね合わせ、第
２のウエーハでの接着面と反対面との温度差を生じさせ
第２のウエーハを接着面に対し凸状に変形させ、続いて
第２のウエーハ内部の温度の均一化に伴う第２のウエー
ハの変形の回復過程で第１のウエーハに対する第２のウ
エーハの接触を中心部から徐々に周縁部に向かって進行
させ最終的に全域において接触させるようにする。
ハの接着の場合における未接着領域の発生を防止すると
共に接着処理手段及び接着処理方法の簡単化を実現しう
るようにすることを目的とし、不活性ガス雰囲気中もし
くは真空中で第１のウエーハを加熱し、その上に第１の
ウエーハより低温の第２のウエーハを、外力を加えるこ
となく中心をほぼ一致させるようにして重ね合わせ、第
２のウエーハでの接着面と反対面との温度差を生じさせ
第２のウエーハを接着面に対し凸状に変形させ、続いて
第２のウエーハ内部の温度の均一化に伴う第２のウエー
ハの変形の回復過程で第１のウエーハに対する第２のウ
エーハの接触を中心部から徐々に周縁部に向かって進行
させ最終的に全域において接触させるようにする。
本発明はシリコン等からなる２枚のウエーハを接着
し、一方のウエーハを薄膜化してSOI（シリコン・オン
・インシュレータ）基板を得る場合のウエーハの接着方
法に関する。
し、一方のウエーハを薄膜化してSOI（シリコン・オン
・インシュレータ）基板を得る場合のウエーハの接着方
法に関する。
Siウエーハを重ね合わせ、熱処理により接着したあと
片方にウエーハを薄膜化した、いわゆる貼り付けSOI基
板は高性能LSI用基板として有用である。
片方にウエーハを薄膜化した、いわゆる貼り付けSOI基
板は高性能LSI用基板として有用である。
しかしながら大口径ウエーハを均一に接着することは
容易でなく、大抵の場合部分的に接着していない領域が
発生する。そしてかかる未接着領域の存在はその後の工
程に大きな影響を与え、素子の歩留りを著しく低下させ
る。また熱処理時に未接着領域のSiが剥離し、Si片が飛
散したりすると処理装置を汚染することにもなる。
容易でなく、大抵の場合部分的に接着していない領域が
発生する。そしてかかる未接着領域の存在はその後の工
程に大きな影響を与え、素子の歩留りを著しく低下させ
る。また熱処理時に未接着領域のSiが剥離し、Si片が飛
散したりすると処理装置を汚染することにもなる。
本発明はこのような問題点を解決し大口径ウエーハで
も未接着領域の発生を抑え、処理手段、処理工程を簡単
化しうるようにすることを目的とする。
も未接着領域の発生を抑え、処理手段、処理工程を簡単
化しうるようにすることを目的とする。
上記目的は本発明により、不活性ガス雰囲気中もしく
は真空中で第１のウエーハを加熱し、その上に第１のウ
エーハより低温の第２のウエーハを、外力を加えること
なく中心をほぼ一致させるようにして重ね合わせ、第２
のウエーハでの接触面と反対面との温度差を生じさせ、
第２のウエーハを接着面に対し凸状に変形させ、続いて
第２のウエーハ内部の温度の均一化に伴う第２のウエー
ハの変形の回復過程で第１のウエーハに対する第２のウ
エーハの接触を中心部から徐々に周縁部に向かって進行
させ、最終的に全域において接触させることを特徴とす
るウエーハの接着方法によって達成される。
は真空中で第１のウエーハを加熱し、その上に第１のウ
エーハより低温の第２のウエーハを、外力を加えること
なく中心をほぼ一致させるようにして重ね合わせ、第２
のウエーハでの接触面と反対面との温度差を生じさせ、
第２のウエーハを接着面に対し凸状に変形させ、続いて
第２のウエーハ内部の温度の均一化に伴う第２のウエー
ハの変形の回復過程で第１のウエーハに対する第２のウ
エーハの接触を中心部から徐々に周縁部に向かって進行
させ、最終的に全域において接触させることを特徴とす
るウエーハの接着方法によって達成される。
本発明では不活性ガス雰囲気中あるいは真空中におけ
る第1,第２のウエーハの接着処理ではあるが、第１のウ
エーハを最初に加熱し、この第１のウエーハ上に第２の
ウエーハを外力を加えることなしに単に重ね合わせれば
よい。そしてこの場合かかる重ね合わせによって第２の
ウエーハの接着面と反対面との間に温度差を生じ、この
ため第２のウエーハが接着面に対し凸状に変形し、続い
てかかる状態で第２のウエーハの接着面と反対面との温
度差が小となるにつれて、第２のウエーハは凸状から平
板状に戻りはじめ、これによって第１のウエーハに対
し、第２のウエーハが中心部から周縁部に向かって徐々
に接着される。
る第1,第２のウエーハの接着処理ではあるが、第１のウ
エーハを最初に加熱し、この第１のウエーハ上に第２の
ウエーハを外力を加えることなしに単に重ね合わせれば
よい。そしてこの場合かかる重ね合わせによって第２の
ウエーハの接着面と反対面との間に温度差を生じ、この
ため第２のウエーハが接着面に対し凸状に変形し、続い
てかかる状態で第２のウエーハの接着面と反対面との温
度差が小となるにつれて、第２のウエーハは凸状から平
板状に戻りはじめ、これによって第１のウエーハに対
し、第２のウエーハが中心部から周縁部に向かって徐々
に接着される。
従って本発明による接着方法によればウエーハ間に間
隙の生ずることもなく、また第１のウエーハの加熱によ
ってウエーハ表面の過剰なシラノール基や吸着している
水分は低減され、新たな空隙の発生が防止されるばかり
でなく、接着処理手段も、従って接着処理方法も簡単化
される。
隙の生ずることもなく、また第１のウエーハの加熱によ
ってウエーハ表面の過剰なシラノール基や吸着している
水分は低減され、新たな空隙の発生が防止されるばかり
でなく、接着処理手段も、従って接着処理方法も簡単化
される。
第１図（ａ）に示すようにSiウエーハ１をスチーム酸
化した表面にSiO22を形成する。酸化温度は1100℃、酸
化時間は１時間、Si膜厚は0.5μｍである。
化した表面にSiO22を形成する。酸化温度は1100℃、酸
化時間は１時間、Si膜厚は0.5μｍである。
次いで第１図（ｂ）に示すように不活性ガス雰囲気中
もしくは真空中で片方のウエーハ１をカーボンヒータ３
上に置き50〜500℃の範囲で加熱する。
もしくは真空中で片方のウエーハ１をカーボンヒータ３
上に置き50〜500℃の範囲で加熱する。
次に第１図（ｃ）に示すように少なくとも加熱中のウ
エーハ１より50℃以上低温のウエーハ４を圧力を加える
ことなく加熱中のウエーハ１上に置く。
エーハ１より50℃以上低温のウエーハ４を圧力を加える
ことなく加熱中のウエーハ１上に置く。
かかる状態で重ねたウエーハ４の片面が加熱され接着
面に対して凸状に変形したあと熱の伝達とともに接着面
と反対面との温度差が小さくなることにより変形がなく
なり、第１図（ｄ）に示すように下のウエーハ１と均一
に接触する。
面に対して凸状に変形したあと熱の伝達とともに接着面
と反対面との温度差が小さくなることにより変形がなく
なり、第１図（ｄ）に示すように下のウエーハ１と均一
に接触する。
そして上に置いたウエーハ４の温度が上昇し定常状態
に近くなるまで放置したあと、カーボンヒータ３により
500〜1200℃まで加熱しウエーハ1,4を接着する。
に近くなるまで放置したあと、カーボンヒータ３により
500〜1200℃まで加熱しウエーハ1,4を接着する。
このときウエーハ1,4間に電圧をかけて静電圧力を発
生させウエーハ1,4間の密着性を良くすることはより均
一で強固な接着を得るために効果的である。
生させウエーハ1,4間の密着性を良くすることはより均
一で強固な接着を得るために効果的である。
また片面加熱では接着されたウエーハに反りが発生す
るためその上にさらにカーボンヒータ５を置き均一に加
熱したほうがよい。
るためその上にさらにカーボンヒータ５を置き均一に加
熱したほうがよい。
700℃以上になったら加熱をやめ接着されたウエーハ
を取り出して、通常の電気炉で700〜1200℃まで加熱し
てもよい。
を取り出して、通常の電気炉で700〜1200℃まで加熱し
てもよい。
なお本実施例では酸化膜を積極的に被着させている
が、ウエーハ間の接着性を向上させるためである。しか
し積極的に酸化膜を被着させなくても通常のウエーハの
取り扱いでは自然酸化膜は存在するのでそのまま利用し
てもよく、その際自然酸化膜が一方のウエーハのみ場
合、あるいは本発明の如く不活性ガス雰囲気中或いは真
空中で接着処理を行う場合において両方共自然酸化膜の
生じないようなこともあるが、その場合でも接着は可能
である。なお自然酸化膜の存在のもとでの接着を行った
場合、後加工における加熱の際接着面の自然酸化膜はSi
基板中に拡散して消失する。
が、ウエーハ間の接着性を向上させるためである。しか
し積極的に酸化膜を被着させなくても通常のウエーハの
取り扱いでは自然酸化膜は存在するのでそのまま利用し
てもよく、その際自然酸化膜が一方のウエーハのみ場
合、あるいは本発明の如く不活性ガス雰囲気中或いは真
空中で接着処理を行う場合において両方共自然酸化膜の
生じないようなこともあるが、その場合でも接着は可能
である。なお自然酸化膜の存在のもとでの接着を行った
場合、後加工における加熱の際接着面の自然酸化膜はSi
基板中に拡散して消失する。
本発明では加熱した第１のウエーハ上に、より低温の
第２のウエーハを圧力を加えずに重ねウエーハを凸状に
変形させ、その後第２のウエーハの変形の回復過程での
中心部から周縁部分への徐々の接触により、第１と第２
のウエーハの全域で均一な接触を得た。
第２のウエーハを圧力を加えずに重ねウエーハを凸状に
変形させ、その後第２のウエーハの変形の回復過程での
中心部から周縁部分への徐々の接触により、第１と第２
のウエーハの全域で均一な接触を得た。
また第１のウエーハをあらかじめ加熱しておくことに
より、第１のウエーハ表面の過剰にシラノール基や吸着
している水分を低減することができ、その後の加熱にお
いて未接着領域の発生が抑制された。
より、第１のウエーハ表面の過剰にシラノール基や吸着
している水分を低減することができ、その後の加熱にお
いて未接着領域の発生が抑制された。
このことにより大口径ウエーハにおいても未接着領域
の発生は防止され、接着の均一性は大幅に改善されるば
かりではなく、処理手段及び処理方法も簡単化される。
の発生は防止され、接着の均一性は大幅に改善されるば
かりではなく、処理手段及び処理方法も簡単化される。
第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例を示す工程順
断面図である。 図において、 1,4はウエーハ、 2,2′は絶縁膜（SiO2）、 ３はカーボンヒータ、 を示す。
断面図である。 図において、 1,4はウエーハ、 2,2′は絶縁膜（SiO2）、 ３はカーボンヒータ、 を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】不活性ガス雰囲気中もしくは真空中で第１
のウエーハを加熱し、その上に第１のウエーハより低温
の第２のウエーハを、外力を加えることなく中心をほぼ
一致させるようにして重ね合わせ、第２のウエーハでの
接着面と反対面との温度差を生じさせ、第２のウエーハ
を接着面に対し凸状に変形させ、続いて第２のウエーハ
内部の温度を均一化に伴う第２のウエーハの変形の回復
過程で第１のウエーハに対する第２のウエーハの接触を
中心部から徐々に周縁部に向かって進行させ、最終的に
全域において接触させることを特徴とするウエーハの接
着方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62333867A JP2589994B2 (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | ウェーハの接着方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62333867A JP2589994B2 (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | ウェーハの接着方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01169917A JPH01169917A (ja) | 1989-07-05 |
| JP2589994B2 true JP2589994B2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=18270833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62333867A Expired - Lifetime JP2589994B2 (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | ウェーハの接着方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2589994B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0824100B2 (ja) * | 1989-07-19 | 1996-03-06 | 富士通株式会社 | Ｓｏｉ基板の製造方法 |
| US5300175A (en) * | 1993-01-04 | 1994-04-05 | Motorola, Inc. | Method for mounting a wafer to a submount |
| US5843832A (en) * | 1995-03-01 | 1998-12-01 | Virginia Semiconductor, Inc. | Method of formation of thin bonded ultra-thin wafers |
| FR2848337B1 (fr) * | 2002-12-09 | 2005-09-09 | Commissariat Energie Atomique | Procede de realisation d'une structure complexe par assemblage de structures contraintes |
| JP4624836B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2011-02-02 | 信越半導体株式会社 | 貼り合わせウエーハの製造方法及びそれに用いるウエーハ保持用治具 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61145839A (ja) * | 1984-12-20 | 1986-07-03 | Toshiba Corp | 半導体ウエ−ハの接着方法および接着治具 |
| JPS6271215A (ja) * | 1985-09-25 | 1987-04-01 | Toshiba Corp | ウエハ接合装置 |
-
1987
- 1987-12-24 JP JP62333867A patent/JP2589994B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01169917A (ja) | 1989-07-05 |
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