JP2001093789A - 貼り合せｓｏｉウェーハの製造方法 - Google Patents
貼り合せｓｏｉウェーハの製造方法Info
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Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 それぞれ酸化膜３が形成されたベースウェー
ハ１と活性ウェーハ２を確実に、かつ、ウェーハ原子の
スリップ移動欠陥を起させずに貼り合せる熱処理条件を
設定する。 【解決手段】 ウェーハ貼り合せの熱処理を接着熱処理
と熱酸化処理の２段階で行う。接着熱処理は熱処理室の
温度を１１００℃を越える温度にし、酸化速度の遅い窒
素ガスと酸素ガスの混合ガス雰囲気中で行う。熱酸化処
理は温度を１１００℃以下に低下し、酸化速度の速い水
素ガスと酸素ガスの混合ガス雰囲気中で行う。
ハ１と活性ウェーハ２を確実に、かつ、ウェーハ原子の
スリップ移動欠陥を起させずに貼り合せる熱処理条件を
設定する。 【解決手段】 ウェーハ貼り合せの熱処理を接着熱処理
と熱酸化処理の２段階で行う。接着熱処理は熱処理室の
温度を１１００℃を越える温度にし、酸化速度の遅い窒
素ガスと酸素ガスの混合ガス雰囲気中で行う。熱酸化処
理は温度を１１００℃以下に低下し、酸化速度の速い水
素ガスと酸素ガスの混合ガス雰囲気中で行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はベースウェーハと活
性ウェーハを貼り合せて接着一体化する貼り合せＳＯＩ
ウェーハの製造方法に関するものである。
性ウェーハを貼り合せて接着一体化する貼り合せＳＯＩ
ウェーハの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４には貼り合せＳＯＩ（Silicon On I
nsulation）ウェーハの製造方法が示されている。同図
において、先ず、工程（ａ）で、シリコンのベースウェ
ーハ１とシリコンの活性ウェーハ２を準備する。次に、
工程（ｂ）で、ベースウェーハ１と活性ウェーハ２の一
方側又は両側のウェーハ表面に酸化膜（ＳｉＯ２）３を
絶縁層として形成する。図示の例では両側のウェーハ
１、２の表面に酸化膜３が形成されている。
nsulation）ウェーハの製造方法が示されている。同図
において、先ず、工程（ａ）で、シリコンのベースウェ
ーハ１とシリコンの活性ウェーハ２を準備する。次に、
工程（ｂ）で、ベースウェーハ１と活性ウェーハ２の一
方側又は両側のウェーハ表面に酸化膜（ＳｉＯ２）３を
絶縁層として形成する。図示の例では両側のウェーハ
１、２の表面に酸化膜３が形成されている。
【０００３】次にベースウェーハ１と活性ウェーハ２を
クリーニングした後、工程（ｃ）で接着一体化して熱処
理室に入れ、工程（ｄ）の熱処理を行う。この熱処理は
熱処理室内を酸素ガスを含む雰囲気ガスで満たし、１０
００℃〜１２００℃の範囲の一定温度に１〜２時間保持
して行う。この熱処理により、ベースウェーハ１と活性
ウェーハ２は酸化膜３を介して接着し、ベースウェーハ
１と活性ウェーハ２の表面に熱酸化により酸化膜３がさ
らに成長形成される。
クリーニングした後、工程（ｃ）で接着一体化して熱処
理室に入れ、工程（ｄ）の熱処理を行う。この熱処理は
熱処理室内を酸素ガスを含む雰囲気ガスで満たし、１０
００℃〜１２００℃の範囲の一定温度に１〜２時間保持
して行う。この熱処理により、ベースウェーハ１と活性
ウェーハ２は酸化膜３を介して接着し、ベースウェーハ
１と活性ウェーハ２の表面に熱酸化により酸化膜３がさ
らに成長形成される。
【０００４】この熱処理が終了したのち、ベースウェー
ハ１と活性ウェーハ２が接着されて一体化した貼り合せ
ウェーハは熱処理室から取り出され、工程（ｅ）で活性
ウェーハ２の表面と周端面の研削及びエッチングが行わ
れる。次に工程（ｆ）で研磨が行われ、活性ウェーハ２
の厚みが仕様の厚みに仕上げられて、目的とする貼り合
せＳＯＩウェーハが完成する。
ハ１と活性ウェーハ２が接着されて一体化した貼り合せ
ウェーハは熱処理室から取り出され、工程（ｅ）で活性
ウェーハ２の表面と周端面の研削及びエッチングが行わ
れる。次に工程（ｆ）で研磨が行われ、活性ウェーハ２
の厚みが仕様の厚みに仕上げられて、目的とする貼り合
せＳＯＩウェーハが完成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は上記貼り合
せウェーハの製造工程における熱処理の条件と貼り合せ
ウェーハの品質特性の関係を実験を通して調べた結果、
次のような現象を究明するに至った。
せウェーハの製造工程における熱処理の条件と貼り合せ
ウェーハの品質特性の関係を実験を通して調べた結果、
次のような現象を究明するに至った。
【０００６】ベースウェーハ１と活性ウェーハ２を貼り
合せる場合、ベースウェーハ１と活性ウェーハ２の一方
側のみに酸化膜３を形成して接着する場合はシリコンと
酸化シリコン（酸化膜）との接着となるため、接着性が
良く、１１００℃以下の熱酸化の温度で良好に接着させ
ることが可能である。しかし、ベースウェーハ１と活性
ウェーハ２の両方に酸化膜３を形成して接着する場合は
酸化シリコン（酸化膜）同士の接着となるため、接着性
に劣り、１１００℃以下の温度で良好に接着させること
ができないことが分かった。この場合、良好に接着する
ためには温度を１１００℃よりも高い温度で行えばよい
が、そうすると、接着性は改善されるが、熱処理の雰囲
気ガスの酸化速度（酸化レート）との関係により、ウェ
ーハ断面の特に周辺部に原子のスリップ移動が生じるこ
とが判明した。
合せる場合、ベースウェーハ１と活性ウェーハ２の一方
側のみに酸化膜３を形成して接着する場合はシリコンと
酸化シリコン（酸化膜）との接着となるため、接着性が
良く、１１００℃以下の熱酸化の温度で良好に接着させ
ることが可能である。しかし、ベースウェーハ１と活性
ウェーハ２の両方に酸化膜３を形成して接着する場合は
酸化シリコン（酸化膜）同士の接着となるため、接着性
に劣り、１１００℃以下の温度で良好に接着させること
ができないことが分かった。この場合、良好に接着する
ためには温度を１１００℃よりも高い温度で行えばよい
が、そうすると、接着性は改善されるが、熱処理の雰囲
気ガスの酸化速度（酸化レート）との関係により、ウェ
ーハ断面の特に周辺部に原子のスリップ移動が生じるこ
とが判明した。
【０００７】この現象をさらに詳細に究明した結果、熱
処理の雰囲気ガスの酸化速度（熱酸化の酸化レート）が
純酸素ガスよりも遅い（酸化レートが低い）場合は接着
に適した１１００℃よりも高い温度においても原子のス
リップ移動が生じることはなかったが、雰囲気ガスの酸
化速度が純酸素ガスよりも速くなる（酸化レートが高く
なる）と、１１００℃を超えた温度において前記原子の
スリップ移動が生じることが分かった。
処理の雰囲気ガスの酸化速度（熱酸化の酸化レート）が
純酸素ガスよりも遅い（酸化レートが低い）場合は接着
に適した１１００℃よりも高い温度においても原子のス
リップ移動が生じることはなかったが、雰囲気ガスの酸
化速度が純酸素ガスよりも速くなる（酸化レートが高く
なる）と、１１００℃を超えた温度において前記原子の
スリップ移動が生じることが分かった。
【０００８】この原因は明らかではないが、本発明者
は、温度が高くなることにより、原子の動きが活発とな
り、また、酸化速度が速くなるに連れ同様に原子の動き
が活発となり、温度上昇による原子の活性度と酸化速度
のアップによる原子の活性度とのトータルの活性度がし
きい値を超えると、製造時にウェーハに生じる応力によ
って原子のスリップ移動が生じるのではないかと推察し
ている。
は、温度が高くなることにより、原子の動きが活発とな
り、また、酸化速度が速くなるに連れ同様に原子の動き
が活発となり、温度上昇による原子の活性度と酸化速度
のアップによる原子の活性度とのトータルの活性度がし
きい値を超えると、製造時にウェーハに生じる応力によ
って原子のスリップ移動が生じるのではないかと推察し
ている。
【０００９】このような原子のスリップ移動が生じる
と、貼り合せウェーハを用いたデバイスの作製工程で不
良が生じ、デバイス作製の歩留まりを低下させるという
問題が生じてしまう。
と、貼り合せウェーハを用いたデバイスの作製工程で不
良が生じ、デバイス作製の歩留まりを低下させるという
問題が生じてしまう。
【００１０】原子のスリップ移動を防止するためには雰
囲気ガスの酸化速度を低くして１１００℃を越えた温度
で接着を行えばよいが、そうすると、ウェーハ表面の熱
酸化の進行が遅くなり、目標厚みになるまで酸化膜を成
長形成する時間が長くなり、生産効率が低下するという
問題が生じる。
囲気ガスの酸化速度を低くして１１００℃を越えた温度
で接着を行えばよいが、そうすると、ウェーハ表面の熱
酸化の進行が遅くなり、目標厚みになるまで酸化膜を成
長形成する時間が長くなり、生産効率が低下するという
問題が生じる。
【００１１】なお、上記熱処理の工程で、ベースウェー
ハ１と活性ウェーハ２を単に接着するだけでなくベース
ウェーハ１の表面に酸化膜３を成長形成する理由は、ベ
ースウェーハ１の上面の接合面（活性ウェーハ２との接
合面）側と下面側の酸化膜３の厚みの差を小さくしてこ
の厚みの差に起因する貼り合せＳＯＩウェーハの歪変形
を抑制するためである。
ハ１と活性ウェーハ２を単に接着するだけでなくベース
ウェーハ１の表面に酸化膜３を成長形成する理由は、ベ
ースウェーハ１の上面の接合面（活性ウェーハ２との接
合面）側と下面側の酸化膜３の厚みの差を小さくしてこ
の厚みの差に起因する貼り合せＳＯＩウェーハの歪変形
を抑制するためである。
【００１２】すなわち、シリコンと酸化シリコンとでは
熱膨張率（熱収縮率）が異なり、前記図４の（ｆ）の工
程が終了して得られた貼り合せウェーハのシリコンウェ
ーハには引張り応力が残留し、酸化膜３には圧縮応力が
残留する。ベースウェーハ１と活性ウェーハ２の両方の
表面に酸化膜３を形成したウェーハを熱処理工程で接着
のみを行い、ウェーハ表面の熱酸化を行わないと、ベー
スウェーハ１の接合面側の酸化膜３の厚みｔはベースウ
ェーハ１側の酸化膜３の厚みと活性ウェーハ２側の酸化
膜３の厚みの総和となるのに対し、ベースウェーハ１の
下面側の酸化膜３の厚みはベースウェーハ１側のみの単
独の酸化膜３の厚みであり、接合面側と下面側とで酸化
膜３の厚みに大きな差が生じる。
熱膨張率（熱収縮率）が異なり、前記図４の（ｆ）の工
程が終了して得られた貼り合せウェーハのシリコンウェ
ーハには引張り応力が残留し、酸化膜３には圧縮応力が
残留する。ベースウェーハ１と活性ウェーハ２の両方の
表面に酸化膜３を形成したウェーハを熱処理工程で接着
のみを行い、ウェーハ表面の熱酸化を行わないと、ベー
スウェーハ１の接合面側の酸化膜３の厚みｔはベースウ
ェーハ１側の酸化膜３の厚みと活性ウェーハ２側の酸化
膜３の厚みの総和となるのに対し、ベースウェーハ１の
下面側の酸化膜３の厚みはベースウェーハ１側のみの単
独の酸化膜３の厚みであり、接合面側と下面側とで酸化
膜３の厚みに大きな差が生じる。
【００１３】この厚みの差により、ベースウェーハ１の
上面（接合面）と下面間の酸化膜３の残留応力に因る圧
縮力のバランスが崩れ、貼り合せウェーハは接合面側が
凸となるような反り変形が生じてしまう。この反り変形
を防止するために、（ｄ）の熱処理工程では、接着とと
もに熱酸化処理を同時に行いベースウェーハ１の下面側
の酸化膜３の厚みを接合面の厚みｔに近づけることによ
り、反り変形を許容範囲内に収め、不良の発生を防止す
るものである。
上面（接合面）と下面間の酸化膜３の残留応力に因る圧
縮力のバランスが崩れ、貼り合せウェーハは接合面側が
凸となるような反り変形が生じてしまう。この反り変形
を防止するために、（ｄ）の熱処理工程では、接着とと
もに熱酸化処理を同時に行いベースウェーハ１の下面側
の酸化膜３の厚みを接合面の厚みｔに近づけることによ
り、反り変形を許容範囲内に収め、不良の発生を防止す
るものである。
【００１４】本発明は上記発明者の究明に基づき成され
たものであり、その目的は、それぞれ表面に酸化膜が形
成されたベースウェーハと活性ウェーハを、接着性が良
く、かつ、原子のスリップ移動を生じさせることのない
条件のもとで熱処理を行って、高品質の貼り合せウェー
ハを作製することが可能な貼り合せＳＯＩウェーハの製
造方法を提供することにある。
たものであり、その目的は、それぞれ表面に酸化膜が形
成されたベースウェーハと活性ウェーハを、接着性が良
く、かつ、原子のスリップ移動を生じさせることのない
条件のもとで熱処理を行って、高品質の貼り合せウェー
ハを作製することが可能な貼り合せＳＯＩウェーハの製
造方法を提供することにある。
【００１５】上記目的を達成するために本発明は次のよ
うな手段をもって、課題を解決する手段としている。す
なわち、第１の発明は、表面にそれぞれ酸化膜が形成さ
れたベースウェーハと活性ウェーハを密着一体化したも
のを熱処理室内で熱処理してベースウェーハと活性ウェ
ーハを接着する貼り合せＳＯＩウェーハの製造方法にお
いて、前記熱処理をウエーハの接着熱処理と該接着熱処
理後のウェーハ表面の熱酸化処理の２段階の熱処理を含
んで行い、接着熱処理は接着温度を優先して接着に適し
た１１００℃を超える温度雰囲気にするとともに、接着
温度を優先して温度を高くした分、雰囲気ガスの酸化速
度を落としてウェーハの原子スリップ移動を阻止し、ウ
ェーハ表面の熱酸化処理は酸化を優先して雰囲気ガスの
酸化速度を速めるとともに、その分、雰囲気温度を低く
してウェーハの原子スリップ移動を阻止するという如
く、ウエーハの接着熱処理とウェーハ表面の熱酸化処理
とで、雰囲気温度と雰囲気ガスの酸化速度をウェーハの
原子スリップ移動を阻止する範囲内で可変とする構成を
もって、課題を解決する手段としている。
うな手段をもって、課題を解決する手段としている。す
なわち、第１の発明は、表面にそれぞれ酸化膜が形成さ
れたベースウェーハと活性ウェーハを密着一体化したも
のを熱処理室内で熱処理してベースウェーハと活性ウェ
ーハを接着する貼り合せＳＯＩウェーハの製造方法にお
いて、前記熱処理をウエーハの接着熱処理と該接着熱処
理後のウェーハ表面の熱酸化処理の２段階の熱処理を含
んで行い、接着熱処理は接着温度を優先して接着に適し
た１１００℃を超える温度雰囲気にするとともに、接着
温度を優先して温度を高くした分、雰囲気ガスの酸化速
度を落としてウェーハの原子スリップ移動を阻止し、ウ
ェーハ表面の熱酸化処理は酸化を優先して雰囲気ガスの
酸化速度を速めるとともに、その分、雰囲気温度を低く
してウェーハの原子スリップ移動を阻止するという如
く、ウエーハの接着熱処理とウェーハ表面の熱酸化処理
とで、雰囲気温度と雰囲気ガスの酸化速度をウェーハの
原子スリップ移動を阻止する範囲内で可変とする構成を
もって、課題を解決する手段としている。
【００１６】また、第２の発明は、表面にそれぞれ酸化
膜が形成されたベースウェーハと活性ウェーハを密着一
体化したものを熱処理室内で熱処理してベースウェーハ
と活性ウェーハを接着する貼り合せＳＯＩウェーハの製
造方法において、前記熱処理をウエーハの接着熱処理と
該接着熱処理後のウェーハ表面の熱酸化処理の２段階の
熱処理を含んで行い、接着熱処理は純酸素ガスよりは酸
化速度の遅いガス雰囲気中で１１００℃よりも高い温度
雰囲気で行い、ウェーハ表面の熱酸化処理は純酸素ガス
以上の酸化速度のガス雰囲気中で１１００℃以下の温度
雰囲気で行う構成をもって、課題を解決する手段として
いる。
膜が形成されたベースウェーハと活性ウェーハを密着一
体化したものを熱処理室内で熱処理してベースウェーハ
と活性ウェーハを接着する貼り合せＳＯＩウェーハの製
造方法において、前記熱処理をウエーハの接着熱処理と
該接着熱処理後のウェーハ表面の熱酸化処理の２段階の
熱処理を含んで行い、接着熱処理は純酸素ガスよりは酸
化速度の遅いガス雰囲気中で１１００℃よりも高い温度
雰囲気で行い、ウェーハ表面の熱酸化処理は純酸素ガス
以上の酸化速度のガス雰囲気中で１１００℃以下の温度
雰囲気で行う構成をもって、課題を解決する手段として
いる。
【００１７】さらに、第３の発明は、前記第１又は第２
の発明の構成を備えた上で、ウエーハの接着熱処理は窒
素ガスと酸素ガスの混合ガス雰囲気中で行い、ウェーハ
表面の熱酸化処理は水素ガスと酸素ガスの混合ガス雰囲
気中で行う構成をもって、課題を解決する手段としてい
る。
の発明の構成を備えた上で、ウエーハの接着熱処理は窒
素ガスと酸素ガスの混合ガス雰囲気中で行い、ウェーハ
表面の熱酸化処理は水素ガスと酸素ガスの混合ガス雰囲
気中で行う構成をもって、課題を解決する手段としてい
る。
【００１８】さらに、第４の発明は、前記第１又は第２
又は第３の発明の構成を備えた上で、ウエーハの接着熱
処理は１１００℃よりも高く１２００℃以下の温度範囲
で行い、ウェーハ表面の熱酸化処理は９００℃以上で１
１００℃以下の温度範囲で行う構成をもって、課題を解
決する手段としている。
又は第３の発明の構成を備えた上で、ウエーハの接着熱
処理は１１００℃よりも高く１２００℃以下の温度範囲
で行い、ウェーハ表面の熱酸化処理は９００℃以上で１
１００℃以下の温度範囲で行う構成をもって、課題を解
決する手段としている。
【００１９】さらに、第５の発明は、前記第１又は第２
又は第３又は第４の発明の構成を備えた上で、ウエーハ
の接着熱処理とウェーハ表面の熱酸化処理は連続して行
うことを特徴としている。
又は第３又は第４の発明の構成を備えた上で、ウエーハ
の接着熱処理とウェーハ表面の熱酸化処理は連続して行
うことを特徴としている。
【００２０】さらに、第６の発明は、前記第１又は第２
又は第３又は第４の発明の構成を備えた上で、ウエーハ
の接着熱処理とウェーハ表面の熱酸化処理は不連続の別
個の処理で行うことを特徴としている。
又は第３又は第４の発明の構成を備えた上で、ウエーハ
の接着熱処理とウェーハ表面の熱酸化処理は不連続の別
個の処理で行うことを特徴としている。
【００２１】さらに、第７の発明は前記第１乃至第６の
何れか１つの発明の構成を備えた上で、ベースウェーハ
と活性ウェーハの接合面間の酸化膜の厚みが２μｍ以上
であることを特徴とする。
何れか１つの発明の構成を備えた上で、ベースウェーハ
と活性ウェーハの接合面間の酸化膜の厚みが２μｍ以上
であることを特徴とする。
【００２２】本発明は酸化膜が形成されたベースウェー
ハと同じく酸化膜が形成された活性ウェーハとを貼り合
せる熱処理を、ウェーハの接着熱処理とウェーハ表面の
熱酸化処理の２段階の処理を含ませて構成し、接着熱処
理では接着の条件を優先し、接着に適した１１００℃を
超える温度でもってベースウェーハと活性ウェーハの酸
化膜同士の接着を確実に行う。
ハと同じく酸化膜が形成された活性ウェーハとを貼り合
せる熱処理を、ウェーハの接着熱処理とウェーハ表面の
熱酸化処理の２段階の処理を含ませて構成し、接着熱処
理では接着の条件を優先し、接着に適した１１００℃を
超える温度でもってベースウェーハと活性ウェーハの酸
化膜同士の接着を確実に行う。
【００２３】この時の雰囲気ガスは例えば、酸素ガスと
窒素ガスの混合ガスを使用して熱酸化の速度を純酸素ガ
スよりも遅くする。このことにより、温度を接着に適す
るように高くした分ウェーハの原子の活性度が高まる
が、酸化速度を低くすることで、その分、ウェーハへの
スリップの発生度を弱める方向にし、温度と酸化速度と
のトータル活性度がしきい値を越えないようにして、ウ
ェーハ原子のスリップ移動現象を防止する。
窒素ガスの混合ガスを使用して熱酸化の速度を純酸素ガ
スよりも遅くする。このことにより、温度を接着に適す
るように高くした分ウェーハの原子の活性度が高まる
が、酸化速度を低くすることで、その分、ウェーハへの
スリップの発生度を弱める方向にし、温度と酸化速度と
のトータル活性度がしきい値を越えないようにして、ウ
ェーハ原子のスリップ移動現象を防止する。
【００２４】また、ウェーハ表面の熱酸化処理において
は、ウェーハ表面の熱酸化条件を優先し、雰囲気ガスと
して、例えば、酸素ガスと水素ガスの混合ガスを使用し
て熱酸化の速度を純酸素ガスよりも速めて熱酸化処理を
効率よく行う。その一方で、雰囲気温度は例えば１１０
０℃という如く、接着時よりも低くする。このことによ
り、雰囲気ガスの酸化速度を高めることにより、ウェー
ハへのスリップの発生度が高まるが、温度を低くした分
ウェーハの原子の活性度を弱め、温度と酸化速度とのト
ータル活性度がしきい値を越えないようにして、ウェー
ハ原子のスリップ移動現象を防止する。
は、ウェーハ表面の熱酸化条件を優先し、雰囲気ガスと
して、例えば、酸素ガスと水素ガスの混合ガスを使用し
て熱酸化の速度を純酸素ガスよりも速めて熱酸化処理を
効率よく行う。その一方で、雰囲気温度は例えば１１０
０℃という如く、接着時よりも低くする。このことによ
り、雰囲気ガスの酸化速度を高めることにより、ウェー
ハへのスリップの発生度が高まるが、温度を低くした分
ウェーハの原子の活性度を弱め、温度と酸化速度とのト
ータル活性度がしきい値を越えないようにして、ウェー
ハ原子のスリップ移動現象を防止する。
【００２５】本発明では、上記のように、ウェーハの接
着熱処理においては接着を確実に行い、ウェーハ表面の
熱酸化処理においては熱酸化を効率よく行い、かつ、何
れの処理においてもウェーハの原子移動のスリップ現象
が生じないように温度と酸化速度が設定されるので、ベ
ースウェーハと活性ウェーハの接着性に優れ、熱酸化の
処理効率がよく、ウェーハ原子のスリップ移動現象が生
じることがない、高品質の貼り合せウェーハの製造方法
の提供が可能となるものである。
着熱処理においては接着を確実に行い、ウェーハ表面の
熱酸化処理においては熱酸化を効率よく行い、かつ、何
れの処理においてもウェーハの原子移動のスリップ現象
が生じないように温度と酸化速度が設定されるので、ベ
ースウェーハと活性ウェーハの接着性に優れ、熱酸化の
処理効率がよく、ウェーハ原子のスリップ移動現象が生
じることがない、高品質の貼り合せウェーハの製造方法
の提供が可能となるものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る貼り合せＳＯ
Ｉウェーハの製造方法の実施形態例を図面に基づき説明
する。本実施形態例の貼り合せＳＯＩウェーハの製造方
法は図４において既述した熱処理工程（ｄ）の処理をウ
ェーハの接着熱処理（ｄ１）の工程とウェーハ表面の熱
酸化処理（ｄ２）の工程の２段階の工程に細分して、そ
れぞれの処理条件をウェーハ原子のスリップ移動現象を
阻止する条件の下で最適化したことを特徴とするもので
あり、それ以外の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）、
（ｆ）の工程は前述した従来例と同様であるので、その
説明は省略する。ただし、従来例の説明では、（ｂ）の
工程においては、ベースウェーハ１と活性ウェーハ２の
一方側のみに酸化膜３を形成する場合がある旨説明した
が、本実施形態例においては、図示の如く、ベースウェ
ーハ１と活性ウェーハ２の両方に酸化膜３が形成されて
いるウェーハの貼り合せを対象としている。
Ｉウェーハの製造方法の実施形態例を図面に基づき説明
する。本実施形態例の貼り合せＳＯＩウェーハの製造方
法は図４において既述した熱処理工程（ｄ）の処理をウ
ェーハの接着熱処理（ｄ１）の工程とウェーハ表面の熱
酸化処理（ｄ２）の工程の２段階の工程に細分して、そ
れぞれの処理条件をウェーハ原子のスリップ移動現象を
阻止する条件の下で最適化したことを特徴とするもので
あり、それ以外の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）、
（ｆ）の工程は前述した従来例と同様であるので、その
説明は省略する。ただし、従来例の説明では、（ｂ）の
工程においては、ベースウェーハ１と活性ウェーハ２の
一方側のみに酸化膜３を形成する場合がある旨説明した
が、本実施形態例においては、図示の如く、ベースウェ
ーハ１と活性ウェーハ２の両方に酸化膜３が形成されて
いるウェーハの貼り合せを対象としている。
【００２７】図１は本実施形態例において特徴的な接着
熱処理（ｄ１）の工程と熱酸化処理（ｄ２）の工程にお
ける雰囲気ガスと雰囲気温度との関係を示している。こ
の熱処理は、図４の（ｂ）の工程でそれぞれ表面に酸化
膜３が形成されたベースウェーハ１と活性ウェーハ２を
工程（ｃ）で密着一体化し、これを熱処理室に入れて行
うものである。
熱処理（ｄ１）の工程と熱酸化処理（ｄ２）の工程にお
ける雰囲気ガスと雰囲気温度との関係を示している。こ
の熱処理は、図４の（ｂ）の工程でそれぞれ表面に酸化
膜３が形成されたベースウェーハ１と活性ウェーハ２を
工程（ｃ）で密着一体化し、これを熱処理室に入れて行
うものである。
【００２８】本実施形態例における接着熱処理（ｄ１）
の工程では、ウェーハ原子のスリップ移動現象が生じな
い温度と酸化速度との関連条件の範囲内で接着性の温度
を優先し、熱処理室の雰囲気温度を酸化膜３同士の接着
に適した温度に維持して接着熱処理を行う。本発明者の
実験を通した検討によれば、１１００℃よりも高い温度
で酸化膜３同士の良好な接着性が得られることを確認し
ており、このことから、熱処理室の雰囲気温度を１１０
０℃よりも高い温度に維持して接着熱処理を行うように
している。ただし、必要以上に高い温度にすると熱処理
室内の部材に耐熱手段を講じなければならないので、好
ましくは１１００℃よりも高く１２００℃以下の温度で
接着熱処理を行うことが望ましい。
の工程では、ウェーハ原子のスリップ移動現象が生じな
い温度と酸化速度との関連条件の範囲内で接着性の温度
を優先し、熱処理室の雰囲気温度を酸化膜３同士の接着
に適した温度に維持して接着熱処理を行う。本発明者の
実験を通した検討によれば、１１００℃よりも高い温度
で酸化膜３同士の良好な接着性が得られることを確認し
ており、このことから、熱処理室の雰囲気温度を１１０
０℃よりも高い温度に維持して接着熱処理を行うように
している。ただし、必要以上に高い温度にすると熱処理
室内の部材に耐熱手段を講じなければならないので、好
ましくは１１００℃よりも高く１２００℃以下の温度で
接着熱処理を行うことが望ましい。
【００２９】また、接着熱処理（ｄ１）の工程では、接
着性を優先して温度を高くした分、雰囲気ガスの酸化速
度を遅くする（酸化レートを低くする）ために酸素ガス
と窒素ガスの混合ガスを使用して、純酸素ガスよりも酸
化速度を遅くするようにしてウェーハ原子のスリップ移
動現象を防止するようにしている。この接着熱処理（ｄ
１）の工程は上記混合ガスおよび温度の雰囲気中に酸化
膜３を介して密着一体化したベースウェーハ１と活性ウ
ェーハ２を例えば１〜２時間保持する（晒す）ことによ
り行われる。この接着熱処理の後、次の熱酸化処理（ｄ
２）の工程に移る。
着性を優先して温度を高くした分、雰囲気ガスの酸化速
度を遅くする（酸化レートを低くする）ために酸素ガス
と窒素ガスの混合ガスを使用して、純酸素ガスよりも酸
化速度を遅くするようにしてウェーハ原子のスリップ移
動現象を防止するようにしている。この接着熱処理（ｄ
１）の工程は上記混合ガスおよび温度の雰囲気中に酸化
膜３を介して密着一体化したベースウェーハ１と活性ウ
ェーハ２を例えば１〜２時間保持する（晒す）ことによ
り行われる。この接着熱処理の後、次の熱酸化処理（ｄ
２）の工程に移る。
【００３０】熱酸化処理（ｄ２）の工程ではウェーハ原
子のスリップ移動現象が生じない温度と酸化速度との関
連条件の範囲内で酸化速度（酸化レート）条件を最優先
にし、雰囲気ガスとして酸素ガスと水素ガスの混合ガス
を使用し、酸化速度を純酸素ガスよりも速くしている。
そして、酸化速度を速くした分、雰囲気温度を１１００
℃以下（図１においては１１００℃）に低くしてウェー
ハ原子のスリップ移動現象を防止するようにしている。
ただし、温度を必要以上に下げすぎると熱酸化のスピー
ドが低下してしまうので、好ましくは１１００℃以下、
かつ、９００℃以上の温度範囲内の温度に設定すること
が望ましい。この熱酸化処理（ｄ２）の工程も、前記雰
囲気ガス（酸化速度）と温度の雰囲気中に接着されたベ
ースウェーハ１と活性ウェーハ２の一体化物を１〜２時
間維持する（曝す）ことにより行われる。
子のスリップ移動現象が生じない温度と酸化速度との関
連条件の範囲内で酸化速度（酸化レート）条件を最優先
にし、雰囲気ガスとして酸素ガスと水素ガスの混合ガス
を使用し、酸化速度を純酸素ガスよりも速くしている。
そして、酸化速度を速くした分、雰囲気温度を１１００
℃以下（図１においては１１００℃）に低くしてウェー
ハ原子のスリップ移動現象を防止するようにしている。
ただし、温度を必要以上に下げすぎると熱酸化のスピー
ドが低下してしまうので、好ましくは１１００℃以下、
かつ、９００℃以上の温度範囲内の温度に設定すること
が望ましい。この熱酸化処理（ｄ２）の工程も、前記雰
囲気ガス（酸化速度）と温度の雰囲気中に接着されたベ
ースウェーハ１と活性ウェーハ２の一体化物を１〜２時
間維持する（曝す）ことにより行われる。
【００３１】この熱酸化処理によりベースウェーハ１と
活性ウェーハ２の表面に酸化膜が成長し、ベースウェー
ハ１の下面の酸化膜３の厚みがベースウェーハ１と活性
ウェーハ２の接合面の酸化膜３の厚みｔに近付く方向に
厚くなる。なお、上記図１に示した例では、接着熱処理
（ｄ１）の工程と熱酸化処理（ｄ２）の工程を連続して
行っているが、不連続の別個の処理として行ってもよい
ものである。上記熱酸化処理が済んだ接着一体化ウェー
ハは熱処理室から取り出され、図４に示した（ｅ）、
（ｆ）の工程を経て目的とする貼り合せウェーハの作製
が完了する。
活性ウェーハ２の表面に酸化膜が成長し、ベースウェー
ハ１の下面の酸化膜３の厚みがベースウェーハ１と活性
ウェーハ２の接合面の酸化膜３の厚みｔに近付く方向に
厚くなる。なお、上記図１に示した例では、接着熱処理
（ｄ１）の工程と熱酸化処理（ｄ２）の工程を連続して
行っているが、不連続の別個の処理として行ってもよい
ものである。上記熱酸化処理が済んだ接着一体化ウェー
ハは熱処理室から取り出され、図４に示した（ｅ）、
（ｆ）の工程を経て目的とする貼り合せウェーハの作製
が完了する。
【００３２】本実施形態例によれば、従来例においては
温度と雰囲気ガス（酸化速度）を一定にして行っていた
熱処理を、接着温度と酸化速度のうち接着温度を優先し
た接着熱処理と、酸化速度を優先した熱酸化処理との２
段階の処理によって行う構成としたので、酸化膜３を形
成したベースウェーハ１と同じく酸化膜３を形成した活
性ウェーハ２を互いの酸化膜３を介して不良の無い確実
な接着が達成できるとともに、接着後のウェーハ１、２
の表面の熱酸化をスピーディに効率よく行うことができ
る。
温度と雰囲気ガス（酸化速度）を一定にして行っていた
熱処理を、接着温度と酸化速度のうち接着温度を優先し
た接着熱処理と、酸化速度を優先した熱酸化処理との２
段階の処理によって行う構成としたので、酸化膜３を形
成したベースウェーハ１と同じく酸化膜３を形成した活
性ウェーハ２を互いの酸化膜３を介して不良の無い確実
な接着が達成できるとともに、接着後のウェーハ１、２
の表面の熱酸化をスピーディに効率よく行うことができ
る。
【００３３】しかも、接着熱処理を行うときは温度を高
くした分、酸化速度を遅くする方向に変更し、また、熱
酸化処理を行うときは酸化速度を速くした分、温度を低
くする方向に変更するので、接着熱処理と熱酸化処理を
行ったウェーハにウェーハ原子のスリップ移動現象が生
じることが無く、これにより高品質の貼り合せウェーハ
を効率よく製造することが可能となる。
くした分、酸化速度を遅くする方向に変更し、また、熱
酸化処理を行うときは酸化速度を速くした分、温度を低
くする方向に変更するので、接着熱処理と熱酸化処理を
行ったウェーハにウェーハ原子のスリップ移動現象が生
じることが無く、これにより高品質の貼り合せウェーハ
を効率よく製造することが可能となる。
【００３４】本発明者は上記実施形態例の効果を実験に
よって検証しており、次に、その検証結果の一例を比較
例との対比において説明する。図２および図３は本実施
形態例における接着熱処理と熱酸化処理を行った後のウ
ェーハ１、２の断面の状態図を示すもので、図２はベー
スウェーハ１の断面状態図であり、図３は活性ウェーハ
２の断面状態図である。この検証例として示した図示の
ものは酸素ガスと窒素ガスの混合ガスの雰囲気中で温度
を１１７５℃に保った熱処理室内に密着接合したウェー
ハ１、２を２時間保持して接着熱処理を行い、次に、酸
素ガスと水素ガスの混合ガスの雰囲気中で温度を１１０
０℃に保った熱処理室内に接着一体化したウェーハ１、
２を２時間保持して熱酸化処理した後に、ウェーハ１、
２の断面をＸ線ラング法により観察したものである。
よって検証しており、次に、その検証結果の一例を比較
例との対比において説明する。図２および図３は本実施
形態例における接着熱処理と熱酸化処理を行った後のウ
ェーハ１、２の断面の状態図を示すもので、図２はベー
スウェーハ１の断面状態図であり、図３は活性ウェーハ
２の断面状態図である。この検証例として示した図示の
ものは酸素ガスと窒素ガスの混合ガスの雰囲気中で温度
を１１７５℃に保った熱処理室内に密着接合したウェー
ハ１、２を２時間保持して接着熱処理を行い、次に、酸
素ガスと水素ガスの混合ガスの雰囲気中で温度を１１０
０℃に保った熱処理室内に接着一体化したウェーハ１、
２を２時間保持して熱酸化処理した後に、ウェーハ１、
２の断面をＸ線ラング法により観察したものである。
【００３５】一方、図６および図７は比較条件の下で熱
処理を行った後のウェーハ１、２の断面状態を示すもの
で、図６はベースウェーハ１の断面状態を示し、図７は
活性ウェーハ２の断面状態を示している。この比較例の
熱処理条件は、図５に示すように、雰囲気ガスは検証例
の上記実施形態例の場合と同様にし、その代わりに熱処
理温度を一定にして熱酸化処理を接着熱処理の場合と同
じ１１７５℃に保って処理している点が検証例と異なっ
ている。なお、図６、図７も検証例のものと同様に熱酸
化処理した後に、ウェーハ１、２の断面をＸ線ラング法
により観察したものである。
処理を行った後のウェーハ１、２の断面状態を示すもの
で、図６はベースウェーハ１の断面状態を示し、図７は
活性ウェーハ２の断面状態を示している。この比較例の
熱処理条件は、図５に示すように、雰囲気ガスは検証例
の上記実施形態例の場合と同様にし、その代わりに熱処
理温度を一定にして熱酸化処理を接着熱処理の場合と同
じ１１７５℃に保って処理している点が検証例と異なっ
ている。なお、図６、図７も検証例のものと同様に熱酸
化処理した後に、ウェーハ１、２の断面をＸ線ラング法
により観察したものである。
【００３６】比較例の場合はベースウェーハ１と活性ウ
ェーハ２のいずれにおいてもウェーハ断面の周辺部にウ
ェーハ原子のスリップ移動現象が現われている。本発明
者はこのウェーハ原子のスリップ移動現象が接着熱処理
工程の終了時点で生じているか否かを調べたところ、こ
の時点では生じていないことが判明した。したがって、
このウェーハ原子のスリップ移動は熱酸化処理中に生じ
たものであることが明らかになった。
ェーハ２のいずれにおいてもウェーハ断面の周辺部にウ
ェーハ原子のスリップ移動現象が現われている。本発明
者はこのウェーハ原子のスリップ移動現象が接着熱処理
工程の終了時点で生じているか否かを調べたところ、こ
の時点では生じていないことが判明した。したがって、
このウェーハ原子のスリップ移動は熱酸化処理中に生じ
たものであることが明らかになった。
【００３７】これに対し、検証例のものはウェーハ１、
２の断面のいずれにもウェーハ原子のスリップ移動現象
は現われておらず、接着熱処理と熱酸化処理の何れの処
理工程中においてもウェーハ原子のスリップ移動現象が
生じていないことが分かった。
２の断面のいずれにもウェーハ原子のスリップ移動現象
は現われておらず、接着熱処理と熱酸化処理の何れの処
理工程中においてもウェーハ原子のスリップ移動現象が
生じていないことが分かった。
【００３８】検証例と比較例を対比して明らかなこと
は、接着熱処理においては、温度を１１７５℃と高くし
てもウェーハ原子のスリップ移動現象が生じていないこ
とである。この点につき、本発明者は、温度を１１７５
℃と高くしたことにより、ウェーハ原子の移動の活性度
が高まるが、窒素ガスを酸素ガスに混合して雰囲気ガス
の酸化速度を低減したことで、その分、ウェーハへのス
リップの発生度が低減方向となって前記温度アップ分の
活性度の上昇分が相殺される格好となり、このことによ
り、温度と酸化速度によるトータル的なウェーハ原子の
移動の活性度がしきい値を越えることが無く、熱処理中
に応力が作用してもウェーハ原子のスリップ移動現象が
生じなかったものと考えている。
は、接着熱処理においては、温度を１１７５℃と高くし
てもウェーハ原子のスリップ移動現象が生じていないこ
とである。この点につき、本発明者は、温度を１１７５
℃と高くしたことにより、ウェーハ原子の移動の活性度
が高まるが、窒素ガスを酸素ガスに混合して雰囲気ガス
の酸化速度を低減したことで、その分、ウェーハへのス
リップの発生度が低減方向となって前記温度アップ分の
活性度の上昇分が相殺される格好となり、このことによ
り、温度と酸化速度によるトータル的なウェーハ原子の
移動の活性度がしきい値を越えることが無く、熱処理中
に応力が作用してもウェーハ原子のスリップ移動現象が
生じなかったものと考えている。
【００３９】また、熱酸化処理においては、検証例では
ウェーハ原子のスリップ移動現象が生じなかったのに対
し、比較例ではウェーハ原子のスリップ移動現象が生じ
た点については、発明者は、比較例の場合は温度が１１
７５℃と高く、また、雰囲気ガスの酸化速度も水素ガス
が混合しているため速いことから、温度と酸化速度によ
るトータル的なウェーハ原子の移動の活性度がしきい値
を越えてしまったためスリップ現象が生じたものと考え
ている。また、発明者は、検証例の熱酸化処理におい
て、ウェーハ原子のスリップ移動現象が生じなかった点
については、雰囲気ガスの酸化速度が速くなってウェー
ハへのスリップ発生度が高められるが、温度が１１００
℃に低下したため、この温度が低下した分、ウェーハ原
子の移動の活性度が低減方向となって前記酸化速度アッ
プ分の活性度の上昇分が相殺される格好となり、このこ
とにより、温度と酸化速度によるトータル的なウェーハ
原子の移動の活性度がしきい値を越えることが無く、熱
処理中に応力が作用してもウェーハ原子のスリップ移動
現象が生じなかったものと推察している。
ウェーハ原子のスリップ移動現象が生じなかったのに対
し、比較例ではウェーハ原子のスリップ移動現象が生じ
た点については、発明者は、比較例の場合は温度が１１
７５℃と高く、また、雰囲気ガスの酸化速度も水素ガス
が混合しているため速いことから、温度と酸化速度によ
るトータル的なウェーハ原子の移動の活性度がしきい値
を越えてしまったためスリップ現象が生じたものと考え
ている。また、発明者は、検証例の熱酸化処理におい
て、ウェーハ原子のスリップ移動現象が生じなかった点
については、雰囲気ガスの酸化速度が速くなってウェー
ハへのスリップ発生度が高められるが、温度が１１００
℃に低下したため、この温度が低下した分、ウェーハ原
子の移動の活性度が低減方向となって前記酸化速度アッ
プ分の活性度の上昇分が相殺される格好となり、このこ
とにより、温度と酸化速度によるトータル的なウェーハ
原子の移動の活性度がしきい値を越えることが無く、熱
処理中に応力が作用してもウェーハ原子のスリップ移動
現象が生じなかったものと推察している。
【００４０】なお、本発明は上記実施形態例に限定され
ることなく様々な実施の形態を採り得るものである。例
えば、上記実施形態例では、熱酸化処理（ｄ２）の工程
に使用する雰囲気ガスを酸素ガスと水素ガスの混合ガス
としたが、水素ガスを混合せずに純酸素ガスを雰囲気ガ
スとして使用してもよい。
ることなく様々な実施の形態を採り得るものである。例
えば、上記実施形態例では、熱酸化処理（ｄ２）の工程
に使用する雰囲気ガスを酸素ガスと水素ガスの混合ガス
としたが、水素ガスを混合せずに純酸素ガスを雰囲気ガ
スとして使用してもよい。
【００４１】要は、接着熱処理に関しては、接着性を優
先して接着温度を接着のための適切な温度に設定し、温
度と酸化速度のトータル活性度（原子移動の活性度）が
原子のスリップ移動を阻止するしきい値を越えないよう
に雰囲気ガスの酸化速度（雰囲気ガスのガス種およびそ
の混合割合）を設定すればよく、また、熱酸化処理に関
しては、酸化速度の条件を優先設定し、温度と酸化速度
のトータル活性度（原子移動の活性度）が原子のスリッ
プ移動を阻止するしきい値を越えないように温度を設定
すればよく、これらの条件が満足されれば、温度および
酸化速度（雰囲気ガスのガス種およびその混合割合）は
上記実施形態例以外のものであってもよい。
先して接着温度を接着のための適切な温度に設定し、温
度と酸化速度のトータル活性度（原子移動の活性度）が
原子のスリップ移動を阻止するしきい値を越えないよう
に雰囲気ガスの酸化速度（雰囲気ガスのガス種およびそ
の混合割合）を設定すればよく、また、熱酸化処理に関
しては、酸化速度の条件を優先設定し、温度と酸化速度
のトータル活性度（原子移動の活性度）が原子のスリッ
プ移動を阻止するしきい値を越えないように温度を設定
すればよく、これらの条件が満足されれば、温度および
酸化速度（雰囲気ガスのガス種およびその混合割合）は
上記実施形態例以外のものであってもよい。
【００４２】また、ベースウェーハ１および活性ウェー
ハ２の表面に形成される酸化膜３の厚み（図４の（ｂ）
の工程で形成される酸化膜３の厚み）は特に限定されな
い。最近においては、絶縁層（酸化膜３）の絶縁耐圧を
大きくした貼り合せウェーハの要求があり、ベースウェ
ーハ１と活性ウェーハ２の接合面間の酸化膜３の厚みｔ
を２μｍ以上の厚肉とした貼り合せウェーハが高耐圧デ
バイス用として利用されている。このような酸化膜厚の
厚い高品質の貼り合せウェーハの製造方法として本実施
形態例の方法は非常に優れており、貼り合せウェーハの
製造分野においてその利用が期待されるものである。
ハ２の表面に形成される酸化膜３の厚み（図４の（ｂ）
の工程で形成される酸化膜３の厚み）は特に限定されな
い。最近においては、絶縁層（酸化膜３）の絶縁耐圧を
大きくした貼り合せウェーハの要求があり、ベースウェ
ーハ１と活性ウェーハ２の接合面間の酸化膜３の厚みｔ
を２μｍ以上の厚肉とした貼り合せウェーハが高耐圧デ
バイス用として利用されている。このような酸化膜厚の
厚い高品質の貼り合せウェーハの製造方法として本実施
形態例の方法は非常に優れており、貼り合せウェーハの
製造分野においてその利用が期待されるものである。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、それぞれの表面に酸化
膜が形成されたベースウェーハと活性ウェーハを貼り合
せる熱処理を、接着性の条件を優先させた接着熱処理と
熱酸化の条件を優先させた熱酸化処理の２段階の熱処理
を含んで構成したので、接着性と熱酸化効率を共に満足
させた貼り合せウェーハの製造が可能となる。
膜が形成されたベースウェーハと活性ウェーハを貼り合
せる熱処理を、接着性の条件を優先させた接着熱処理と
熱酸化の条件を優先させた熱酸化処理の２段階の熱処理
を含んで構成したので、接着性と熱酸化効率を共に満足
させた貼り合せウェーハの製造が可能となる。
【００４４】しかも、前記接着熱処理および熱酸化処理
の条件はいずれもウェーハ原子のスリップ移動が生じな
い範囲で設定されるものであるから、従来においては酸
化膜同士を接着熱酸化する熱処理工程で生じ易かったウ
ェーハ原子のスリップ移動現象を確実に防止することが
でき、このことにより、ベースウェーハと活性ウェーハ
の接合面間の酸化膜の厚みの如何に拘らずウェーハ原子
のスリップ移動現象の無い高品質の貼り合せウェーハの
提供が可能となる。
の条件はいずれもウェーハ原子のスリップ移動が生じな
い範囲で設定されるものであるから、従来においては酸
化膜同士を接着熱酸化する熱処理工程で生じ易かったウ
ェーハ原子のスリップ移動現象を確実に防止することが
でき、このことにより、ベースウェーハと活性ウェーハ
の接合面間の酸化膜の厚みの如何に拘らずウェーハ原子
のスリップ移動現象の無い高品質の貼り合せウェーハの
提供が可能となる。
【００４５】特に、従来においては、前記ベースウェー
ハと活性ウェーハの接合面間の酸化膜の厚みが２μｍ以
上となる貼り合せウェーハの製造をウェーハ原子のスリ
ップ移動現象を生じさせないようにして生産効率よく製
造することが難しかったが、本発明はこのような問題が
解消されているので、前記厚みが薄い場合はもちろんの
こと、ベースウェーハと活性ウェーハの接合面間の酸化
膜の厚みが２μｍ以上となる貼り合せウェーハの製造方
法としてもその利用が期待されるものである。
ハと活性ウェーハの接合面間の酸化膜の厚みが２μｍ以
上となる貼り合せウェーハの製造をウェーハ原子のスリ
ップ移動現象を生じさせないようにして生産効率よく製
造することが難しかったが、本発明はこのような問題が
解消されているので、前記厚みが薄い場合はもちろんの
こと、ベースウェーハと活性ウェーハの接合面間の酸化
膜の厚みが２μｍ以上となる貼り合せウェーハの製造方
法としてもその利用が期待されるものである。
【図１】本発明に係る貼り合せＳＯＩウェーハの製造方
法において特徴的な熱処理部分の実施形態例を示す図で
ある。
法において特徴的な熱処理部分の実施形態例を示す図で
ある。
【図２】本実施形態例の製造方法の熱処理によって処理
されたベースウェーハの断面状態を示す図である。
されたベースウェーハの断面状態を示す図である。
【図３】本実施形態例の製造方法の熱処理によって処理
された活性ウェーハの断面状態を示す図である。
された活性ウェーハの断面状態を示す図である。
【図４】貼り合せＳＯＩウェーハの製造方法の工程図で
ある。
ある。
【図５】比較例の熱処理条件を示す説明図である。
【図６】比較例の熱処理によって処理されたベースウェ
ーハの断面状態を示す図である。
ーハの断面状態を示す図である。
【図７】比較例の熱処理によって処理された活性ウェー
ハの断面状態を示す図である。
ハの断面状態を示す図である。
１ ベースウェーハ ２ 活性ウェーハ ３ 酸化膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 博昭 宮崎県宮崎郡清武町大字木原1112番地 コ マツ電子金属株式会社宮崎工場内 Ｆターム(参考） 5F058 BA02 BC02 BE01 BF56 BF62 BF63 BJ01 BJ10
Claims (7)
- 【請求項１】 表面にそれぞれ酸化膜が形成されたベー
スウェーハと活性ウェーハを密着一体化したものを熱処
理室内で熱処理してベースウェーハと活性ウェーハを接
着する貼り合せＳＯＩウェーハの製造方法において、前
記熱処理をウエーハの接着熱処理と該接着熱処理後のウ
ェーハ表面の熱酸化処理の２段階の熱処理を含んで行
い、接着熱処理は接着温度を優先して接着に適した１１
００℃を超える温度雰囲気にするとともに、接着温度を
優先して温度を高くした分、雰囲気ガスの酸化速度を落
としてウェーハの原子スリップ移動を阻止し、ウェーハ
表面の熱酸化処理は酸化を優先して雰囲気ガスの酸化速
度を速めるとともに、その分、雰囲気温度を低くしてウ
ェーハの原子スリップ移動を阻止するという如く、ウエ
ーハの接着熱処理とウェーハ表面の熱酸化処理とで、雰
囲気温度と雰囲気ガスの酸化速度をウェーハの原子スリ
ップ移動を阻止する範囲内で可変とすることを特徴とす
る貼り合せＳＯＩウェーハの製造方法。 - 【請求項２】 表面にそれぞれ酸化膜が形成されたベー
スウェーハと活性ウェーハを密着一体化したものを熱処
理室内で熱処理してベースウェーハと活性ウェーハを接
着する貼り合せＳＯＩウェーハの製造方法において、前
記熱処理をウエーハの接着熱処理と該接着熱処理後のウ
ェーハ表面の熱酸化処理の２段階の熱処理を含んで行
い、接着熱処理は純酸素ガスよりは酸化速度の遅いガス
雰囲気中で１１００℃よりも高い温度雰囲気で行い、ウ
ェーハ表面の熱酸化処理は純酸素ガス以上の酸化速度の
ガス雰囲気中で１１００℃以下の温度雰囲気で行うこと
を特徴とする貼り合せＳＯＩウェーハの製造方法。 - 【請求項３】 ウエーハの接着熱処理は窒素ガスと酸素
ガスの混合ガス雰囲気中で行い、ウェーハ表面の熱酸化
処理は水素ガスと酸素ガスの混合ガス雰囲気中で行うこ
とを特徴とする請求項１又は請求項２記載の貼り合せＳ
ＯＩウェーハの製造方法。 - 【請求項４】 ウエーハの接着熱処理は１１００℃より
も高く１２００℃以下の温度範囲で行い、ウェーハ表面
の熱酸化処理は９００℃以上で１１００℃以下の温度範
囲で行うことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請
求項３記載の貼り合せＳＯＩウェーハの製造方法。 - 【請求項５】 ウエーハの接着熱処理とウェーハ表面の
熱酸化処理は連続して行うことを特徴とする請求項１又
は請求項２又は請求項３又は請求項４記載の貼り合せＳ
ＯＩウェーハの製造方法。 - 【請求項６】 ウエーハの接着熱処理とウェーハ表面の
熱酸化処理は不連続の別個の処理で行うことを特徴とす
る請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４記載
の貼り合せＳＯＩウェーハの製造方法。 - 【請求項７】 ベースウェーハと活性ウェーハの接合面
間の酸化膜の厚みが２μｍ以上である請求項１乃至請求
項６の何れか１つに記載の貼り合せＳＯＩウェーハの製
造方法。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012169449A (ja) * | 2011-02-14 | 2012-09-06 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 貼り合わせウェーハの製造方法 |
| CN110024080A (zh) * | 2016-12-19 | 2019-07-16 | 信越半导体株式会社 | Soi晶圆的制造方法 |
| CN111826603A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-10-27 | 苏州微创关节医疗科技有限公司 | 制备金属基底表面氧化陶瓷层的方法及应用 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0786539A (ja) * | 1993-09-09 | 1995-03-31 | Komatsu Electron Metals Co Ltd | 貼合せ半導体ウェハとその製造方法 |
| JPH1187669A (ja) * | 1997-07-15 | 1999-03-30 | Denso Corp | 半導体基板の製造方法 |
| JPH11145481A (ja) * | 1997-11-06 | 1999-05-28 | Denso Corp | 半導体基板およびその製造方法 |
| JPH11150080A (ja) * | 1997-11-18 | 1999-06-02 | Denso Corp | 半導体基板の製造方法および半導体基板の製造装置 |
-
1999
- 1999-09-27 JP JP27197799A patent/JP4547056B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0786539A (ja) * | 1993-09-09 | 1995-03-31 | Komatsu Electron Metals Co Ltd | 貼合せ半導体ウェハとその製造方法 |
| JPH1187669A (ja) * | 1997-07-15 | 1999-03-30 | Denso Corp | 半導体基板の製造方法 |
| JPH11145481A (ja) * | 1997-11-06 | 1999-05-28 | Denso Corp | 半導体基板およびその製造方法 |
| JPH11150080A (ja) * | 1997-11-18 | 1999-06-02 | Denso Corp | 半導体基板の製造方法および半導体基板の製造装置 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012169449A (ja) * | 2011-02-14 | 2012-09-06 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 貼り合わせウェーハの製造方法 |
| CN110024080A (zh) * | 2016-12-19 | 2019-07-16 | 信越半导体株式会社 | Soi晶圆的制造方法 |
| CN110024080B (zh) * | 2016-12-19 | 2023-05-02 | 信越半导体株式会社 | Soi晶圆的制造方法 |
| CN111826603A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-10-27 | 苏州微创关节医疗科技有限公司 | 制备金属基底表面氧化陶瓷层的方法及应用 |
| CN111826603B (zh) * | 2020-07-21 | 2022-09-30 | 苏州微创关节医疗科技有限公司 | 制备金属基底表面氧化陶瓷层的方法及应用 |
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