JP6699515B2 - 半導体ウエハおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＳＯＩ（Silicon On Insulatorの略）を備えた積層基板とその台座である台座ウエハとが接合されてなる半導体ウエハおよびその製造方法に関する。

従来より、シリコンによりなる基板上に絶縁層が形成されたＳＯＩ基板、すなわち積層基板に、台座となる台座ウエハが接合されてなる半導体ウエハが知られている。このような半導体ウエハとしては、例えば特許文献１に記載されたものが挙げられる。

特許文献１に記載の半導体ウエハは、第１の半導体層と第２の半導体層とが絶縁層を介して積層されてなる積層基板と、ガラスによりなる台座ウエハとが接合されてなる。このような構成において、積層基板のうち第１の半導体層側に圧力検出用の素子が設けられ、積層基板のうち台座ウエハ側にダイヤフラムが設けられている。また、積層基板のうち半導体層側のうち圧力検出用の素子が形成された領域の外周側の領域に、第１の半導体層および絶縁層が除去されることで第２の半導体層が露出した露出部が設けられている。特許文献１に記載の半導体ウエハは、半導体圧力センサとして用いられる。

また、特許文献１に記載の半導体ウエハは、第１の半導体層と絶縁層を研削して積層基板の端部に露出部を形成した後に、第２半導体層側から研削することで積層基板を薄肉化し、薄肉化した積層基板と台座ウエハとを陽極接合することにより製造される。すなわち、積層基板のうち半導体素子を形成する側を表側とし、台座ウエハと接合する側を裏側として、特許文献１に記載の半導体ウエハは、第２の半導体層を裏側から研削した積層基板と台座ウエハと陽極接合することにより、薄肉化された構成とされる。

特開２００３−０３１８１８号公報

ここで、近年、高機能化や高集積化を目的として、半導体ウエハをより薄肉化された構成とすることが検討されている。上記の裏側からの研削、すなわち裏側研削により薄肉化した積層基板を得る手法は、より薄肉化された積層基板を備える半導体ウエハを製造するのに有効な方法である。

しかしながら、本発明者らが、従来の半導体ウエハよりもさらに積層基板を薄肉化した半導体ウエハについて鋭意検討したところ、裏面研削によりさらに薄肉化した積層基板においては、削り残しが生じてしまい、接合性の悪い半導体ウエハとなることが判明した。具体的には、積層基板を構成する第２の半導体層のうち第１の半導体層から露出している領域、すなわちテラス領域の裏側では、裏側研削の際に第１の半導体層と厚みによる段差の影響により研削の力が逃げてしまい、削り残しが生じてしまうことが判明した。接合性の悪い半導体ウエハは、台座ウエハとの接合が甘く、ダイシングカットにより分割する際に分割された半導体ウエハ、すなわちチップの飛びが生じ、ダイシングカットのブレードが破損する等の不具合が生じ得る。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、積層基板が薄肉化された構成であって、積層基板のうちテラス領域の裏側における削り残しを解消し、台座ウエハとの接合安定性の高い半導体ウエハおよびその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の半導体ウエハは、表裏の関係にある表面（１０ａ）と裏面（１０ｂ）とを有する基板（１０）の表面上に絶縁層（１１）、半導体層（１２）がこの順に積層されてなる板状の積層基板（１）と、裏面側に接合された板状の台座ウエハ（２）と、を有する。このような構成において、表面は、表面に対する法線方向から見て、すべて絶縁層に覆われ、法線方向から見て、表面のうち半導体層から露出する領域をテラス領域（１ａ）として、テラス領域は、法線方向から見て、基板の外周部に設けられ、半導体層を囲むように形成されている。また、法線方向から見て、表面の端部から積層基板の中心に向かう方向を中心方向とし、テラス領域の中心方向における幅をテラス幅Ｗとし、半導体層の法線方向における厚みをＳＯＩ厚みＴとして、０ｍｍ＜Ｗ≦２ｍｍかつ０μｍ＜Ｔ≦５μｍまたは０ｍｍ＜Ｗ≦１．３ｍｍかつ５μｍ＜Ｔ≦１３．５μｍを満たし、法線方向における積層基板の最大厚みが４００μｍ未満である。

これにより、従来の半導体ウエハよりも薄肉化された積層基板を有しつつも、積層基板と台座ウエハとの接合安定性の高い半導体ウエハとなる。

請求項３に記載の半導体ウエハの製造方法は、表面（１０ａ）を有し、表面上に絶縁層（１１）、半導体層（１２）がこの順に積層され、表面に対する法線方向から見て、表面がすべて絶縁層に覆われていると共に、絶縁層のうち外周部が半導体層から露出しており、外周部が半導体層を囲むように形成されている板状の基板（１０）を用意することと、表面の反対面側から研削することにより基板を薄肉化して積層基板（１）とすることと、一面（２ａ）を有する板状の台座ウエハ（２）を用意することと、基板のうち研削された後の研削面を裏面（１０ｂ）として、裏面と一面とを接触させつつ、積層基板と台座ウエハとを接合することと、を含む。このような製造方法において、基板を用意することにおいては、法線方向から見て、外周部をテラス領域（１ａ）とし、表面の端部から積層基板の中心に向かう方向を中心方向とし、テラス領域の中心方向における幅をテラス幅Ｗとし、半導体層の法線方向における厚みをＳＯＩ厚みＴとして、０ｍｍ＜Ｗ≦２ｍｍかつ０μｍ＜Ｔ≦５μｍまたは０ｍｍ＜Ｗ≦１．３ｍｍかつ５μｍ＜Ｔ≦１３．５μｍを満たすものとし、積層基板とすることにおいては、積層基板の法線方向における最大厚みを４００μｍ未満とする。

これにより、従来の半導体ウエハよりも薄肉化された積層基板を有しつつも、積層基板と台座ウエハとの接合安定性の高い半導体ウエハを製造することができる。

請求項４に記載の半導体ウエハの製造方法は、表面（１０ａ）を有し、表面上に絶縁層（１１）、半導体層（１２）がこの順に積層され、表面に対する法線方向から見て、表面がすべて絶縁層に覆われていると共に、絶縁層のうち外周部が半導体層から露出しており、外周部が半導体層を囲むように形成されている板状の基板（１０）を用意することと、外周部のうち外郭からの一部領域を表面の反対側から研削することと、外周部のうち一部領域を研削した後に、表面の反対面側から研削することにより基板を薄肉化して積層基板（１）とすることと、一面（２ａ）を有する板状の台座ウエハ（２）を用意することと、基板のうち研削された後の研削面を裏面（１０ｂ）として、裏面と一面とを接触させつつ、積層基板と台座ウエハとを接合することと、を含む。このような製造方法において、積層基板とすることにおいては、積層基板の法線方向における最大厚みを４００μｍ未満とする。

これにより、従来の半導体ウエハよりも薄肉化された積層基板を有しつつも、積層基板と台座ウエハとの接合安定性の高い半導体ウエハを製造することができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態の半導体ウエハを示す断面図である。 第１実施形態の半導体ウエハを示す上面レイアウト図である。 第１実施形態の半導体ウエハの製造工程について示した図である。 積層基板と台座ウエハとを接合した半導体ウエハをダイシングカットした際におけるチップ飛びが生じないと考えられるテラス幅およびＳＯＩ厚みの領域について示した図である。 テラス幅およびＳＯＩ厚みによる裏側研削の工程への影響について示した図である。 第２実施形態の半導体ウエハの製造工程の一部について示した図である。 第３実施形態の半導体ウエハの製造工程の一部について示した図である。 第４実施形態の半導体ウエハの製造工程の一部について示した図である。 他の実施形態（１）の半導体ウエハの製造工程の一部について示した図である。 他の実施形態（２）の半導体ウエハの製造工程の一部について示した図である。 他の実施形態（３）の半導体ウエハの製造工程の一部について示した図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
第１実施形態について、図１〜図４を参照して述べる。図１に示す本実施形態の半導体ウエハは、例えば自動車などの車両に搭載され、車両用の各種電子装置を駆動するための装置として適用されるものである。具体的には、本実施形態の半導体ウエハは、圧力センサや加速度センサあるいは角速度センサ等に用いられる検出素子を構成するものである。

本実施形態の半導体ウエハは、図１に示すように、表裏の関係にある表面１０ａと裏面１０ｂとを有する基板１０の表面１０ａ上に絶縁層１１および半導体層１２をこの順に積層されてなる積層基板１と、裏面１０ｂ側に接合された台座ウエハ２とを有する。表面１０ａに対する法線方向、すなわち表面法線方向から見て、表面１０ａのうち基板１０の外周部に形成された領域は、図２に示すように、半導体層１２から露出したテラス領域１ａとされている。テラス領域１ａは、図２に示すように、表面法線方向から見て、半導体層１２を囲むように形成されている。

基板１０は、表面１０ａを有し、例えば図２に示すように公知のシリコンウエハなどに見られるような円形状のうち一部の円弧部分が欠けた板状とされ、Ｓｉなどの半導体材料により構成されている。基板１０は、板状であればよく、上記の形状に限らず、円形状、楕円形状や矩形状など形状であってもよく、他の形状とされてもよい。

なお、基板１０は、後述する本実施形態の半導体ウエハの製造工程において、表面１０ａの反対側から研削されることにより薄肉化される結果、研削された面が裏面１０ｂとなり、表裏の関係にある表面１０ａと裏面１０ｂとを有することとなる。

絶縁層１１は、半導体層１２と基板１０とを絶縁するために設けられ、例えばＳｉＯ_２などの酸化物などにより構成されていている。絶縁層１１は、例えば基板１０の表面１０ａを熱酸化することにより設けられ、図１、図２に示すように、基板１０の表面１０ａを覆うように形成されている。

半導体層１２は、例えば圧力センサの回路等が形成される層であり、例えばＳｉなどの半導体材料により構成されている。半導体層１２は、基板１０と同じ材料であってもよく、異なる材料であってもよい。半導体層１２は、例えばＳｉなどの半導体材料によりなる基板を絶縁層１１上に熱処理を用いて貼り合わされることにより形成される。本実施形態では、半導体層１２は、図１、図２に示すように、表面法線方向から見て絶縁層１１のうち外周部の領域、すなわちテラス領域１ａと異なる領域を覆うように形成されている。

なお、半導体層１２は、例えばダイシングカットにより本実施形態の半導体ウエハをチップサイズに分割するためのスクライブラインが設けられていてもよい。

テラス領域１ａは、表面法線方向から見て、絶縁層１１が半導体層１２から露出している領域であり、図２に示すように、絶縁層１１の外周部に形成されている。ここで、表面法線方向から見て基板１０の外郭から基板１０の中心へ向かう方向を中心方向として、テラス領域１ａの中心方向における幅（単位：ｍｍ）をテラス幅Ｗとする。また、表面法線方向から見て半導体層１２の表面法線方向における厚み（単位：μｍ）をＳＯＩ厚みＴとする。この場合、テラス領域１ａにおけるテラス幅Ｗと半導体層１２のＳＯＩ厚みＴは、本実施形態では、Ｗ≦２かつＴ≦５、またはＷ≦１．３かつ５≦Ｔ≦１３．５を満たす。これにより、後述する基板１０の裏側研削の工程の際に、テラス領域１ａの裏側に削り残し１０ｃが生じることを抑制し、積層基板１と台座ウエハ２とを安定して接合できるためである。

台座ウエハ２は、一面２ａを有し、積層基板１を構成する基板１０の裏面１０ｂと接合して半導体ウエハとするためのものであり、例えばＳｉなどの半導体材料により構成されている。台座ウエハ２は、基板１０と同様に、例えば図２に示すように円形状のうち一部の円弧部分が欠けた板状とされるが、板状であればよく、円形状、楕円形状や矩形状など形状であってもよく、他の形状とされてもよい。

次に、本実施形態の半導体ウエハの製造方法について、図３を参照して説明する。

まず、図３（ａ）に示すように、例えば表面１０ａを有する板状のＳｉによりなる基板１０を用意する。続けて、基板１０を熱酸化することにより、表面１０ａ上に絶縁層１１を形成する。そして、例えばＳｉによりなる板状の半導体層１２を用意し、半導体層１２と絶縁層１１が形成された基板１０とを熱処理を用いて貼り合わせる。このようにして、図３（ｂ）に示すように、基板１０の表面１０ａ上に絶縁層１１および半導体層１２が設けられた研削前基板１３を形成する。また、研削前基板１３は、表面法線方向から見て、絶縁層１１のうち半導体層１２から露出したテラス領域１ａを基板１０の外周部に有することとなる。

次に、図３（ｃ）に示すように、研削前基板１３を構成する基板１０のうち表面１０ａの側を表側とし、表側の反対側を裏側として、研削前基板１３を裏側から研削する。具体的には、砥石等によりなる研削装置２０により、研削前基板１３のうち基板１０を裏側研削する。このとき、研削前基板１３におけるテラス幅ＷおよびＳＯＩ厚みＴは、少なくともＷ≦２かつＴ≦５、またはＷ≦１．３かつ５＜Ｔ≦１３．５を満たすものとしておく必要がある。研削前基板１３の裏側研削において、研削前基板１３のテラス幅ＷおよびＳＯＩ厚みＴをこのような範囲にする詳細な理由については、後ほど説明する。

続けて、図示しない研磨装置により、裏側からさらに研磨を行い、図３（ｄ）に示す積層基板１を形成する。次に、例えばＳｉなどによりなる板状であって、一面２ａを有する台座ウエハ２を用意し、台座ウエハ２の一面２ａと積層基板１の裏面１０ｂとを接触させて加熱処理を行うことで、図３（ｅ）に示すように、積層基板１と台座ウエハ２とを接合することができる。

このような製造工程により、積層基板１のテラス幅ＷおよびＳＯＩ厚みＴがＷ≦２かつＴ≦５、またはＷ≦１．３かつ５＜Ｔ≦１３．５を満たし、従来の積層基板よりも薄肉化された積層基板を有しつつ、接合安定性が高い本実施形態の半導体ウエハを製造できる。

なお、ここでいう「接合安定性が高い」とは、ダイシングカットをする際においてチップ飛びが生じない程度に積層基板１と台座ウエハ２とが接合されていることをいう。

ここで、本発明者らが、本実施形態の半導体ウエハに至った経緯について、図４、図５を参照して説明する。図４では、テラス幅ＷおよびＳＯＩ厚みＴが異なる研削前基板１３を裏側研削したものを台座ウエハ２と接合して得られた半導体ウエハをダイシングカットし、チップ飛びが生じるかを確認し、チップ飛びが生じないと考えられる領域をハッチングで示している。図４では、テラス幅ＷおよびＳＯＩ厚みＴが異なる４つの研削前基板１３をＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４にて示している。具体的には、Ｐ１については、Ｗ＝２、Ｔ＝５であり、Ｐ２については、Ｗ＝１．３、Ｔ＝１３．５であり、Ｐ３については、Ｗ＝３、Ｔ＝５であり、Ｐ４については、Ｗ＝１．３、Ｔ＝２０である。

従来の半導体ウエハは、積層基板および台座ウエハにより構成されており、裏側研削することで薄肉化した積層基板と台座ウエハとを接合することにより製造されている。近年、高機能化や高集積化が求められていることもあり、厚みが４００μｍ程度である従来の積層基板をさらに薄肉化することが検討されている。本発明者らは、裏側研削によりさらに薄肉化した積層基板と台座ウエハとを接合した半導体ウエハを製造することを検討した。

このようにして得られた半導体ウエハでは、ダイシングカットなどにより半導体ウエハを分割する際にチップ飛びが発生し、ダイシングカットのブレードの破損などの不具合が生じた。本発明者らは、このような不具合が生じる原因を積層基板と台座ウエハとの接合が不安定であることが原因であると推測し、接合が不安定となることについて鋭意検討を行った。その結果、本発明者らは、単に裏側研削により積層基板を薄くしようとしても、その一部に削り残しが発生してしまい、この削り残しによる凹凸形状が、積層基板と台座ウエハと接合を不安定にしていることを突き止めた。

そして、本発明者らは、積層基板に生じるこの削り残しを抑制しつつ、薄肉化された構成とすることで、従来よりもさらに薄肉化しつつも、積層基板と台座ウエハとの接合が安定した、すなわち接合安定性の高い半導体ウエハとなることを見出した。また、本発明者らは、裏側研削の工程において、半導体層の厚みであるＳＯＩ厚みＴと半導体層から露出しているテラス領域の幅であるテラス幅Ｗを調整することにより、接合安定性の高い半導体ウエハを製造できることを見出した。なお、本実施形態の積層基板は、４００μｍ未満の厚み、例えば３００μｍ以下とされ、従来の半導体ウエハにおける積層基板よりも２０％以上薄肉化されてもよい。

具体的には、テラス幅ＷおよびＳＯＩ厚みＴが、図４に示すように、少なくともＷ≦２かつＴ≦５である領域Ｒ１またはＷ≦１．３かつ５＜Ｔ≦１３．５である領域Ｒ２の範囲内である場合には、接合安定性の高い半導体ウエハが得られることが判明した。より具体的には、テラス幅ＷおよびＳＯＩ厚みＴが異なる４つの半導体ウエハＰ１〜Ｐ４をダイシングカットした際のチップ飛びの有無を確認したところ、Ｐ１およびＰ２の半導体ウエハでは、チップ飛びが生じなかった。これに対して、Ｐ３およびＰ４の半導体ウエハでは、チップ飛びが生じた。

このことから、研削前基板１３のテラス幅ＷおよびＳＯＩ厚みＴが、少なくともＷ≦２かつＴ≦５である領域Ｒ１またはＷ≦１．３かつ５＜Ｔ≦１３．５である領域Ｒ２の範囲内である場合には、ダイシングカット時のチップ飛びが生じないと考えられる。これは、テラス幅ＷやＳＯＩ厚みＴの値が小さくなるほど、次に説明する裏側研削後における基板１０の削り残しが生じにくいと考えられることによる。

ここで、研削前基板１３を裏側から研削する場合における削り残しの発生について、図５を参照して説明する。

まずテラス幅Ｗが広すぎるかもしくはＳＯＩ厚みＴが厚すぎる研削膜基板１３を裏側研削する場合について検討する。この場合、図５（ａ）に示すように、研削装置２０により裏側から研削前基板１３を研削する際、研削装置２０による力が裏側から基板１０にかかる。基板１０のうち半導体層１２が形成された領域については、研削装置２０による力が逃げることなく基板１０に伝わるため、当該領域では削り残しが生じない。これに対して、基板１０のうちテラス領域１ａについては半導体層１２が形成されていないため、裏側研削時にテラス領域１ａが図５（ａ）に示すように撓むことで、研削装置２０による力が逃げる形となる。そのため、基板１０のテラス領域１ａについては、図５（ｂ）に示すように、削り残し１０ｃが生じることとなる。つまり、半導体層１２の端部における半導体層１２と絶縁層１１との段差、すなわちテラス段差が存在することによって、基板１０のテラス領域１ａにおける裏側研削の力の逃げに起因する削り残し１０ｃが生じる。

次に、テラス幅Ｗが所定の幅以下であって、ＳＯＩ厚みＴが所定の厚み以下である研削前基板１３を裏側研削する場合について検討する。この場合、基板１０のうちテラス領域１ａについては、研削装置２０による力を受けても半導体層１２が形成されていない領域が狭いため、図５（ｃ）に示すように、当該領域の基板１０が撓みにくい。その結果、図５（ｄ）に示すように、基板１０のうちテラス領域１ａについては、研削装置２０による力が逃げることが抑制され、削り残し１０ｃが生じないかもしくは削り残し１０ｃが生じたとしても台座ウエハ２との接合安定性を悪化させない程度となる。つまり、テラス幅ＷおよびＳＯＩ厚みＴを所定の範囲とすることで、テラス段差による基板１０のテラス領域１ａにおける裏側研削の力の逃げを抑制でき、削り残し１０ｃが生じることを抑制できる。

このように、基材１０の表面１０ａ上に絶縁層１１および半導体層１２が設けられ、基材１０の裏面１０ｂに台座ウエハ２が接合され、テラス幅ＷおよびＳＯＩ厚みＴがＷ≦２かつＴ≦５、またはＷ≦１．３かつ５＜Ｔ≦１３．５を満たす半導体ウエハとする。これにより、従来の積層基板よりも薄肉化された積層基板を有しつつも、積層基板１と台座ウエハ２との接合安定性の高い半導体ウエハとなる。

また、研削前基板１３においてテラス幅ＷおよびＳＯＩ厚みＴがＷ≦２かつＴ≦５、またはＷ≦１．３かつ５＜Ｔ≦１３．５を満たすようにすることにより、基板１０を薄肉化しつつ、基材１０に削り残し１０ｃが生じることを抑制できる。これにより、従来の積層基板よりも薄肉化された積層基板を有しつつも、積層基板１と台座ウエハ２との接合安定性の高い半導体ウエハを製造することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態の半導体ウエハの製造方法について、図６を参照して述べる。 図６では、本実施形態の半導体ウエハの製造方法のうち、上記第１実施形態の半導体ウエハの製造方法との相違点である研削前基板１３のテラス段差の軽減およびその後の裏側研削の工程について示している。

本実施形態の半導体ウエハの製造方法は、裏側研削の前に研削前基板１３のテラス段差を埋める段差軽減層３０を形成する工程を含む点で上記第１実施形態の半導体ウエハの製造方法と相違する。また、本実施形態の半導体ウエハの製造方法は、裏側研削の工程においてテラス幅ＷおよびＳＯＩ厚みＴを所定の範囲とされていない研削前基板１３を用いる点が、上記第１実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点を主に説明する。

本実施形態の半導体ウエハの製造方法について説明する。ただし、上記の相違点以外の製造工程については、上記第１実施形態で説明したのと同様であるため、ここでは説明を省略する。

まず、上記第１実施形態の図３（ａ）、（ｂ）で説明したのと同様に、基板１０上に絶縁層１１および半導体層１２を設け、研削前基板１３を形成する。その後、基板１０の表面１０ａ側の全面に例えばポリイミド樹脂系の感光性材料などをスピンコートで塗布して乾燥することにより、テラス領域１ａおよびテラス段差を埋める。このようにして、図６（ａ）に示すように、テラス段差を軽減する段差軽減層３０を備える研削前基板１３が形成される。このため、研削前基板１３のテラス幅ＷおよびＳＯＩ厚みＴを上記第１実施形態で説明したような所定の範囲としなくてもよい。

なお、段差軽減層３０は、一時的にテラス段差を埋め、その後剥離できるものであればよく、ポリイミド樹脂系に限られず、アクリル樹脂系、ノボラック樹脂系、フルオレン系等などの感光性材料などが用いられてもよいし、他の公知材料が用いられてもよい。

次に、図６（ｂ）に示すように、段差軽減層３０が設けられた研削前基材１３を裏側から研削し、図６（ｃ）に示すように基材１０を薄肉化する。その後、段差軽減層３０を例えばポリイミド樹脂用の剥離液などに浸漬して段差軽減層３０を除去することにより、図６（ｄ）に示すように、積層基板１を形成する。続けて、図３（ｅ）で述べたのと同様に、台座ウエハ２を用意して積層基板１と接合することにより、半導体ウエハを製造することができる。

このように研削前基板１３の表面１０ａ側に段差軽減層３０を形成することで、研削前基板１３におけるテラス段差が段差軽減層３０によって埋められ、図５（ａ）において述べたように裏側研削の際、基板１０のうちテラス領域１ａが撓むことを抑制できる。これにより、積層基板１に、図５（ｂ）に示したような削り残し１０ｃが生じることおよびこれによる台座ウエハ２との接合における接合不良を抑制し、従来の積層基板よりも薄肉化された積層基板を有しつつも、接合安定性の高い半導体ウエハを製造できる。

（第３実施形態）
第３実施形態の半導体ウエハの製造方法について、図７を参照して述べる。 図７では、本実施形態の半導体ウエハの製造方法のうち、上記第２実施形態の半導体ウエハの製造方法との相違点である裏側研削の工程における研削前基板１３のテラス段差の軽減について示している。

本実施形態の半導体ウエハの製造方法は、研削前基板１３に段差軽減層３０を設ける代わりに、裏側研削時に研削前基板１３の表面１０ａ側に表面１０ａ側の形状に沿うような凹型の段差軽減治具３１を装着する工程を含む点で上記第２実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点を主に説明する。

本実施形態の半導体ウエハの製造方法について説明する。ただし、上記の相違点以外の製造工程については、上記第２実施形態で説明したのと同様であるため、ここでは説明を省略する。

まず、上記第１実施形態の図３（ａ）、（ｂ）で説明したのと同様に、研削前基板１３を形成する。そして、図７（ａ）に示すように、裏側研削を行う際に、研削前基板１３におけるテラス段差を軽減するため、例えば凹型の段差軽減治具３１を用意する。続けて、図７（ｂ）に示すように、研削前基板１３の表面１０ａ側に段差軽減治具３１を装着し、段差軽減治具３１を装着した研削前基板１３の裏側を研削して、積層基板１を形成する。続けて、段差軽減治具３１を取り外し、図４（ｅ）で述べたのと同様に、台座ウエハ２を用意して積層基板１と接合することにより、半導体ウエハを製造することができる。

このように研削前基板１３の表面１０ａ側に段差軽減治具３１を装着して裏側研削をすることで、研削前基板１３におけるテラス段差が段差軽減治具３１によって埋められ、裏側研削の際、基板１０のうちテラス領域１ａが撓むことを抑制できる。これにより、積層基板１の端部に、図５（ｂ）に示したような削り残し１０ｃが生じることおよびこれによる台座ウエハ２との接合における接合不良を抑制し、従来の積層基板よりも薄肉化された積層基板を有しつつも、接合安定性の高い半導体ウエハを製造できる。

（第４実施形態）
第４実施形態の半導体ウエハの製造方法について、図８を参照して述べる。図８では、積層基板１を形成した後のテラス領域１ａを除去する工程について示しており、切断により除去する場合における切断面を破線で示している。

本実施形態の半導体ウエハの製造方法は、段差軽減層３０を設けずに、研削前基板１３の裏側研削後にテラス領域１ａを除去する工程を含む点で上記第２実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点を主に説明する。

本実施形態の半導体ウエハの製造方法について説明する。ただし、上記の相違点以外の製造工程については、上記第２実施形態で説明したのと同様であるため、ここでは説明を省略する。

まず、上記第１実施形態の図３（ａ）〜（ｄ）で説明したのと同様に、研削前基板１３を形成し、裏側研削を行って積層基板１とする。その後、図８に示すように、テラス段差による削り残し１０ｃが生じていると思われるテラス領域１ａを例えばダイシングカットなどにより切断して除去する。続けて、図３（ｅ）で述べたのと同様に、台座ウエハ２を用意し、テラス領域１ａが除去された積層基板１と接合することにより、半導体ウエハを製造することができる。

このように裏側研削による積層基板１の端部に削り残し部位１０ｃが生じていると思われるテラス領域１ａを除去した後に、当該積層基板１と台座ウエハ２とを接合することで削り残し１０ｃによる接合不良を抑制できる。これにより、従来の積層基板よりも薄肉化された積層基板を有しつつも、接合安定性の高い半導体ウエハを製造することができる。

（他の実施形態）
なお、上記した各実施形態に示した半導体ウエハやその製造方法は、本発明の一例を示したものであり、上記の各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

（１）例えば、上記第１実施形態では、積層基板１の裏側研削における基板１０の削り残し１０ｃが生じるのを抑制するためにテラス幅ＷおよびＳＯＩ厚みＴを所定の範囲とした例について述べた。しかし、図９に示したように、裏側研削による削り残し１０ｃが生じると予想されるテラス領域１ａの裏側をあらかじめ研削した後に、裏側研削を行ってもよい。図９では、研削前基板１３のうち裏側研削により削り残し１０ｃが生じると予想される部位をあらかじめ除去した研削前基板１３を裏側研削する工程を示し、あらかじめ除去する除去部位については破線で示している。なお、図９では、当該除去を切削により行うイメージを示しているが、研削や研磨であってもよく、他の方法であってもよい。

具体的には、積層基板１の裏側研削において削り残し１０ｃが生じると予想されるテラス領域１ａの裏側を、図９に示すように、予想される削り残し１０ｃ分をあらかじめ研削した上で、裏側研削を行う。その後、積層基板１と台座ウエハ２とを接合することで、削り残し１０ｃによる凹凸形状に起因した積層基板１と台座ウエハとの接合安定性の悪化を抑制することができ、接合安定性の高い半導体ウエハを製造できる。

（２）上記の第１実施形態〜第４実施形態では、台座ウエハ２の一面２ａが平坦である例について述べたが、図１０に示すように、一面２ａの形状を積層基板１の裏面１０ｂの形状に沿うような凸状とした台座ウエハ２を用いてもよい。これにより、積層基板１と台座ウエハ２との接合を安定して行うことができ、接合安定性の高い半導体ウエハを製造できる。

（３）上記第２実施形態では、積層基板１の表面１０ａ側の全面にテラス段差を埋めるように段差軽減層３０を設けることで、積層基板１の表面１０ａ側を平坦化する例について述べた。しかし、図１１に示すように、積層基板１のテラス領域１ａにのみ段差軽減層３０を設けてもよい。

また、感光性材料が段差軽減層３０として用いられる場合には、感光性材料は、ポジ型であってもよく、ネガ型であってもよい。また、段差軽減層３０は、上記の液状の材料を塗布して形成されてもよいが、テープ状の材料、例えばダイシングカット等でよく用いられる公知の紫外線硬化テープなどが貼り付けられることにより形成されてもよい。さらに、段差軽減層３０は、テラス段差をより軽減するために、必要に応じて例えばドライエッチングなどによる平面エッチングを行って平坦化されてもよい。

（４）上記第４実施形態では、積層基板１のテラス領域１ａを台座ウエハ２との接合前に切断することで除去する例について説明したが、研削前にあらかじめテラス領域１ａを除去してテラス領域１ａを有さない積層基板１、すなわちテラスレスの積層基板を用意してもよい。

また、削り残し１０ｃを有する積層基板１と台座ウエハ２とを接合した後に、半導体ウエハのうちテラス領域１ａを含む端部の領域を切断して除去してもよい。

なお、上記の他の実施形態（１）〜（４）に示した製造方法を採用する場合には、基板１０のテラス幅ＷおよびＳＯＩ厚みＴは、上記第１実施形態で示した所定の範囲内であってもよいが、上記第２実施形態〜第４実施形態のようにそうでなくてもよい。

１ 積層基板
１ａ テラス領域
２ 台座ウエハ
２ａ 台座ウエハの一面
１０ 基材
１０ａ 基材の表面
１０ｂ 基材の裏面
１１ 絶縁層
１２ 半導体層

Claims (4)

1. 表裏の関係にある表面（１０ａ）と裏面（１０ｂ）とを有する基板（１０）の前記表面上に絶縁層（１１）、半導体層（１２）がこの順に積層されてなる板状の積層基板（１）と、
   前記裏面側に接合された板状の台座ウエハ（２）と、を有する半導体ウエハであって、
   前記表面は、前記表面に対する法線方向から見て、すべて前記絶縁層に覆われ、
   前記法線方向から見て、前記表面のうち前記半導体層から露出する領域をテラス領域（１ａ）として、前記テラス領域は、前記法線方向から見て、前記基板の外周部に設けられ、前記半導体層を囲むように形成され、
   前記法線方向から見て、前記表面の端部から前記積層基板の中心に向かう方向を中心方向とし、前記テラス領域の前記中心方向における幅をテラス幅Ｗとし、前記半導体層の前記法線方向における厚みをＳＯＩ厚みＴとして、０ｍｍ＜Ｗ≦２ｍｍかつ０μｍ＜Ｔ≦５μｍまたは０ｍｍ＜Ｗ≦１．３ｍｍかつ５μｍ＜Ｔ≦１３．５μｍを満たし、
   前記法線方向における前記積層基板の最大厚みが４００μｍ未満である半導体ウエハ。
2. 前記台座ウエハのうち前記裏面と向き合う一面（２ａ）は、前記裏面の前記法線方向における形状に沿うような凸形状とされている請求項１に記載の半導体ウエハ。
3. 表面（１０ａ）を有し、前記表面上に絶縁層（１１）、半導体層（１２）がこの順に積層され、前記表面に対する法線方向から見て、前記表面がすべて前記絶縁層に覆われていると共に、前記絶縁層のうち外周部が前記半導体層から露出しており、前記外周部が前記半導体層を囲むように形成されている板状の基板（１０）を用意することと、
   前記表面の反対面側から研削することにより前記基板を薄肉化して積層基板（１）とすることと、
   一面（２ａ）を有する板状の台座ウエハ（２）を用意することと、
   前記基板のうち研削された後の研削面を裏面（１０ｂ）として、前記裏面と前記一面とを接触させつつ、前記積層基板と前記台座ウエハとを接合することと、を含み、
   前記基板を用意することにおいては、前記法線方向から見て、前記外周部をテラス領域（１ａ）とし、前記表面の端部から前記積層基板の中心に向かう方向を中心方向とし、前記テラス領域の前記中心方向における幅をテラス幅Ｗとし、前記半導体層の前記法線方向における厚みをＳＯＩ厚みＴとして、０ｍｍ＜Ｗ≦２ｍｍかつ０μｍ＜Ｔ≦５μｍまたは０ｍｍ＜Ｗ≦１．３ｍｍかつ５μｍ＜Ｔ≦１３．５μｍを満たすものとし、
   前記積層基板とすることにおいては、前記法線方向における前記積層基板の最大厚みを４００μｍ未満とする半導体ウエハの製造方法。
4. 表面（１０ａ）を有し、前記表面上に絶縁層（１１）、半導体層（１２）がこの順に積層され、前記表面に対する法線方向から見て、前記表面がすべて前記絶縁層に覆われていると共に、前記絶縁層のうち外周部が前記半導体層から露出しており、前記外周部が前記半導体層を囲むように形成されている板状の基板（１０）を用意することと、
   前記外周部のうち外郭からの一部領域を前記表面の反対側から研削することと、
   前記外周部のうち一部領域を研削した後に、前記表面の反対面側から研削することにより前記基板を薄肉化して積層基板（１）とすることと、
   一面（２ａ）を有する板状の台座ウエハ（２）を用意することと、
   前記基板のうち研削された後の研削面を裏面（１０ｂ）として、前記裏面と前記一面とを接触させつつ、前記積層基板と前記台座ウエハとを接合することと、を含み、
   前記積層基板とすることにおいては、前記積層基板の前記法線方向における最大厚みを４００μｍ未満とする半導体ウエハの製造方法。

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