JP4440810B2 - Manufacturing method of bonded wafer - Google Patents
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Description
本発明は、貼り合わせウエーハの製造方法に関し、特には、貼り合わせたボンドウエーハの未結合部を含む外周部を研削する技術に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a bonded wafer, and more particularly, to a technique for grinding an outer peripheral portion including an unbonded portion of a bonded bond wafer.
高性能デバイス用のウエーハとして、ボンドウエーハとベースウエーハを貼り合わせた後、素子を作製する側のウエーハ(ボンドウエーハ)を薄膜化した貼り合わせウエーハが使用されている。
そのような貼り合わせウエーハの一つとして、SOIウエーハが知られている。これは、例えば、次のようにして製造することができる。すなわち、鏡面研磨された2枚のシリコンウエーハ(ボンドウエーハとベースウエーハ)を用意し、少なくとも一方のウエーハに酸化膜を形成させる。そして、これらのウエーハを貼り合わせた後、200〜1200℃の温度で熱処理して結合強度を高める。その後、素子作製側ウエーハ(ボンドウエーハ)を研削及び研磨して所望の厚さまで薄膜化することにより、SOI(silicon on insulator)層が形成されたSOIウエーハを製造することができる。
As a wafer for a high-performance device, a bonded wafer in which a bond wafer and a base wafer are bonded together, and then a wafer on which an element is manufactured (bond wafer) is thinned is used.
As one of such bonded wafers, an SOI wafer is known. This can be manufactured, for example, as follows. That is, two mirror-polished silicon wafers (bond wafer and base wafer) are prepared, and an oxide film is formed on at least one of the wafers. And after bonding these wafers, it heat-processes at the temperature of 200-1200 degreeC, and raises bond strength. Then, the SOI wafer on which the SOI (silicon on insulator) layer is formed can be manufactured by grinding and polishing the element production side wafer (bond wafer) to reduce the film thickness to a desired thickness.
尚、この他にも、貼り合わせウエーハを製造する場合、酸化膜を介さずに直接シリコンウエーハ同士を貼り合わせる場合がある。また、ベースウエーハとして、石英、炭化珪素、アルミナ等の絶縁性ウエーハを用いる場合もある。 In addition, in the case of manufacturing a bonded wafer, silicon wafers may be bonded directly without using an oxide film. In some cases, an insulating wafer such as quartz, silicon carbide, or alumina is used as the base wafer.
そして、上記のようにSOIウエーハを製造する場合、貼り合わせる2枚の鏡面ウエーハの外周部には面取り部や厚さが僅かに薄くなった研磨ダレと呼ばれる部分が存在し、その部分は結合されないか、結合力が弱い未結合部として残ってしまう。このような未結合部が存在したまま研削等によりボンドウエーハを薄膜化すると、その薄膜化工程中に未結合部の一部が剥がれることになる。従って、薄膜化されたボンドウエーハは、基台となるウエーハ(ベースウエーハ)よりも小径となったり、また、周辺部には微小な凹凸が連続的に形成されることになる。 When manufacturing an SOI wafer as described above, there are chamfered portions or portions called polishing sagging in which the thickness is slightly reduced on the outer peripheral portion of the two mirror-finished wafers to be bonded, and these portions are not joined. Or, it remains as an unbonded portion having a weak bonding force. If the bond wafer is thinned by grinding or the like with such unbonded portions present, a part of the unbonded portions will be peeled off during the thinning process. Therefore, the thinned bond wafer has a smaller diameter than the base wafer (base wafer), and minute irregularities are continuously formed in the peripheral portion.
そして、このような貼り合わせウエーハをデバイス工程に投入すると、残留する未結合部がデバイス工程で剥離し、パーティクルを発生させ、デバイス歩留りを低下させてしまう。
これを防ぐためには、研削等によりボンドウエーハを薄膜化する前に、ボンドウエーハの外周部に残留する未結合部を予め除去することが必要となる。このように未結合部を除去し、ベースウエーハが露出した部分はテラス部と呼ばれる。
When such a bonded wafer is introduced into the device process, the remaining unbonded portion is peeled off in the device process, generating particles and reducing the device yield.
In order to prevent this, it is necessary to previously remove the unbonded portion remaining on the outer peripheral portion of the bond wafer before thinning the bond wafer by grinding or the like. A portion where the unbonded portion is removed and the base wafer is exposed is referred to as a terrace portion.
このため、ボンドウエーハの外周部に残留する未結合部を予め除去する方法が、従来から幾つか提案されている。その一つとして、特許文献1では、砥石を基板の外周方向から中心方向に向けて相対的に移動させるようにして研削し、その後、エッチングし、これにより、ボンドウエーハの未結合部を含む外周部を除去することを提案している。
この方法では、ボンドウエーハの外周部を側面方向から研削する。そのため、主面方向から研削した時と比べて、ベースウエーハのテラス部に与えるダメージが少なく、ボンドウエーハの外周部を薄く研削できる。しかも、ボンドウエーハの外周部を薄く研削できるので、その後のエッチングを短時間で行うことができるという利点を有する。
For this reason, several methods have been proposed in the past for removing the unbonded portion remaining on the outer peripheral portion of the bond wafer in advance. As one of them, in
In this method, the outer peripheral portion of the bond wafer is ground from the side surface direction. Therefore, the damage to the terrace portion of the base wafer is less than that when grinding from the main surface direction, and the outer peripheral portion of the bond wafer can be ground thinly. And since the outer peripheral part of a bond wafer can be thinly ground, it has the advantage that subsequent etching can be performed in a short time.
しかしながら、この方法を含む従来の方法では、貼り合わせたボンドウエーハの未結合部を含む外周部を除去する際にベースウエーハのテラス部に発生する傷やディンプルを完全には防ぐことはできず、未だ改良の余地があった。 However, the conventional method including this method cannot completely prevent scratches and dimples generated in the terrace portion of the base wafer when the outer peripheral portion including the unbonded portion of the bonded bond wafer is removed. There was still room for improvement.
本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、貼り合せたボンドウエーハの未結合部を含む外周部を除去する際に、ベースウエーハのテラス部に与えるダメージをより低減することが可能な貼り合わせウエーハの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and it is possible to further reduce damage to the terrace portion of the base wafer when the outer peripheral portion including the unbonded portion of the bonded bond wafer is removed. An object is to provide a method for producing a bonded wafer.
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、少なくとも、ボンドウエーハとベースウエーハとを貼り合わせ、該貼り合わせたボンドウエーハの未結合部を含む外周部を所定幅で研削した後エッチングして除去し、その後、前記ボンドウエーハを薄膜化することによって貼り合わせウエーハを製造する方法において、
前記ボンドウエーハの外周部の研削を、
前記研削する外周部の所定幅のうち外周側について、貼り合わせ面側の面取り部の少なくとも一部を除去するようにボンドウエーハを研削する第一の工程と、
前記研削する外周部の所定幅のうち残りの内周側について、ベースウエーハにダメージを与えない厚さでボンドウエーハを研削する第二の工程と、
により行うことを特徴とする貼り合わせウエーハの製造方法を提供する。
The present invention has been made in order to solve the above-described problems. At least, a bond wafer and a base wafer are bonded together, and an outer peripheral portion including an unbonded portion of the bonded bond wafer is ground to a predetermined width and then etched. In the method for manufacturing a bonded wafer by thinning the bond wafer,
Grinding the outer periphery of the bond wafer,
The first step of grinding the bond wafer so as to remove at least a part of the chamfered portion on the bonding surface side of the predetermined width of the outer peripheral portion to be ground,
A second step of grinding the bond wafer with a thickness that does not damage the base wafer, with respect to the remaining inner peripheral side of the predetermined width of the outer peripheral portion to be ground;
That it provides a method for manufacturing a bonded wafer, characterized in that performing by.
このように、本発明では、外周研削工程を2回に分け、第一の工程において、予め、研削中に欠けてテラス部の傷等の要因となるボンドウエーハの貼り合わせ面側の面取り部を取り除き、次いで、第二の工程において、従来と同様にベースウエーハにダメージを与えない厚さでボンドウエーハを研削している。このため、研削中にボンドウエーハの外周で「欠け」が生じにくくなり、ベースウエーハのテラス部にダメージを与える恐れも少ない。 As described above, in the present invention, the outer peripheral grinding process is divided into two times, and in the first process, the chamfered portion on the bonding surface side of the bond wafer that is chipped during grinding and causes a scratch on the terrace portion in advance is provided. Then, in the second step, the bond wafer is ground to a thickness that does not damage the base wafer as in the conventional case. For this reason, it is difficult for “chips” to occur on the outer periphery of the bond wafer during grinding, and there is little risk of damaging the terrace portion of the base wafer.
また、本発明の貼り合わせウエーハの製造方法では、前記第一の工程において、ボンドウエーハを斜めに研削するのが好ましい。 Further, in the method for manufacturing the bonded wafer of the present invention, in the first step, he has preferred to grind the bond wafer at an angle.
このように、第一の工程のおいて、ボンドウエーハを斜めに研削すれば、研削に用いる砥石がベースウエーハに直接当たるのを防ぐことができる。また、斜めに研削すれば、「欠け」が生じたとしても、それが内側に成長するのを防ぐことができる。このため、ベースウエーハにダメージを与える恐れがなくなる。 Thus, if the bond wafer is ground obliquely in the first step, it is possible to prevent the grindstone used for grinding from directly hitting the base wafer. In addition, if grinding is performed obliquely, even if a “chip” occurs, it can be prevented from growing inward. This eliminates the possibility of damaging the base wafer.
本発明の貼り合わせウエーハの製造方法では、前記ボンドウエーハの外周部の研削を、砥石をボンドウエーハの外周方向から中心方向に向けて相対的に移動させるようにして行うのが好ましい。 The method for manufacturing the bonded wafer of the present invention, the grinding of the outer peripheral portion of the bond wafer, not the preferred performed so as to relatively move toward the center of the grinding wheel from the outer circumferential direction of the bond wafer.
このようにボンドウエーハの外周部の研削を、砥石をボンドウエーハの外周方向から中心方向に向けて相対的に移動させるようにして行えば、ウエーハの厚さ方向のダメージを抑えることができ、ベースウエーハに与えるダメージを抑えつつ、ボンドウエーハを薄く研削することができる。 If grinding of the outer peripheral portion of the bond wafer is performed by relatively moving the grindstone from the outer peripheral direction of the bond wafer toward the central direction in this way, damage in the thickness direction of the wafer can be suppressed, and the base The bond wafer can be ground thinly while suppressing damage to the wafer.
この時、前記第二の工程では、ボンドウエーハが20〜150μm厚となるまで研削することができる。 At this time, in the second step, Ru can be ground to the bond wafer is 20~150μm thickness.
このようにボンドウエーハをベースウエーハにダメージを与えることなく薄く研削することができるので、その後のエッチング工程で時間を短縮することができ、高品質の貼り合わせウエーハを、高生産性、低コストで得ることができる。 Since the bond wafer can be thinly ground without damaging the base wafer in this way, the time required for the subsequent etching process can be shortened, and a high-quality bonded wafer can be produced with high productivity and low cost. Obtainable.
本発明の貼り合わせウエーハの製造方法では、前記第一の工程において、所定の最大取代でボンドウエーハを研削し、前記第二の工程において、前記第一の工程の最大取代よりも少ない最大取代でボンドウエーハを研削するのが好ましい。 In the bonded wafer manufacturing method of the present invention, in the first step, the bond wafer is ground with a predetermined maximum allowance, and in the second step, the maximum allowance is smaller than the maximum allowance in the first step. it has preferred to grind the bond wafer.
ここで、ボンドウエーハを研削したときの「最大取代」とは、研削前のボンドウエーハの主面(貼り合わせ面側とは反対の主面)から研削後の研削面までの深さのうち最大のものを指す。
そして、本発明では、このように第一の工程における最大取代を大きくとり、欠けの原因となるボンドウエーハの貼り合わせ面側の面取り部の大部分を除去する。しかしながら、第一の工程における最大取代で、それより内側の部分を研削した場合、ベースウエーハのテラス部にダメージを与える恐れがある。そこで、より内周側を研削する第二の工程では、第一の工程の最大取代よりも少ない最大取代でボンドウエーハを研削し、ベースウエーハのテラス部にダメージを与えないようにする。
Here, the “maximum machining allowance” when grinding a bond wafer is the maximum of the depth from the principal surface of the bond wafer before grinding (the principal surface opposite to the bonded surface side) to the ground surface after grinding. Refers to things.
In the present invention, the maximum machining allowance in the first step is increased as described above, and most of the chamfered portion on the bonding surface side of the bond wafer causing the chipping is removed. However, if the inner part is ground with the maximum machining allowance in the first process, the terrace portion of the base wafer may be damaged. Therefore, in the second step of grinding the inner peripheral side, the bond wafer is ground with a maximum machining allowance that is smaller than the maximum machining allowance of the first process so as not to damage the terrace portion of the base wafer.
本発明の貼り合わせウエーハの製造方法では、前記ボンドウエーハとベースウエーハの貼り合わせを、酸化膜を介して行うのが好ましい。 The bonded wafer manufacturing method of the present invention, the bonding of the bond wafer and the base wafer, not the preferred conducted through the oxide film.
ボンドウエーハの外周部を研削する際に欠けが生じると、その破片が酸化膜を傷つけ、その後のエッチングの際に、ベースウエーハまでエッチングされてしまうという問題が生じる。しかしながら、本発明では、前述のように、ボンドウエーハの欠けが生じやすい部分を予め取り除き、その後エッチングするので、そのような問題が生じる恐れがなくなる。 When chipping occurs when grinding the outer peripheral portion of the bond wafer, there arises a problem that the broken piece damages the oxide film and the base wafer is etched in the subsequent etching. However, in the present invention, as described above, since the portion where the bond wafer is likely to be chipped is removed in advance and then etched, there is no possibility of such a problem.
本発明の貼り合わせウエーハの製造方法では、前記ボンドウエーハ及びベースウエーハを、シリコン単結晶ウエーハとすることができる。
In the manufacturing method of a bonded wafer of the present invention, the bond wafer and the base wafer, Ru can be a silicon single crystal wafer.
近年、SOIウエーハ等のシリコン単結晶ウエーハ同士を貼り合わせた貼り合わせウエーハが注目されており、また、その品質要求は益々厳しいものとなってきている。本発明の貼り合わせウエーハの製造方法によれば、その厳しい品質要求を満足させることのできる高品質の貼り合わせウエーハを製造することが可能である。 In recent years, bonded wafers obtained by bonding silicon single crystal wafers such as SOI wafers have attracted attention, and quality requirements have become increasingly severe. According to the method for manufacturing a bonded wafer of the present invention, it is possible to manufacture a high-quality bonded wafer that can satisfy the strict quality requirements.
以上説明したように、本発明によれば、ボンドウエーハの外周部の研削を、第一の工程と第二の工程の2工程に分けて行う。そして、第一の工程において、ボンドウエーハの外周部の貼り合わせ面側の面取り部の少なくとも一部、すなわち欠けが発生しやすい部分の大部分を除去し、その後、第二の工程において、外周部の残りの部分について研削を行う。このため、ボンドウエーハの外周部の研削中に欠けが発生する恐れがなく、ベースウエーハのテラス部に与えるダメージをより低減することが可能である。 As described above, according to the present invention, grinding of the outer peripheral portion of the bond wafer is performed in two steps, a first step and a second step. Then, in the first step, at least part of the chamfered portion on the bonding surface side of the outer peripheral portion of the bond wafer, that is, most of the portion where chipping is likely to occur, is removed, and then in the second step, the outer peripheral portion Grind the remaining part. For this reason, there is no fear of chipping during grinding of the outer peripheral portion of the bond wafer, and damage to the terrace portion of the base wafer can be further reduced.
本発明者は、ボンドウエーハの未結合部を含む外周部を研削する際にベースウエーハのテラス部にダメージを与える要因について検討を重ねた。そのなかで、本発明者は、ボンドウエーハの外周部を研削する際に、ウエーハの外周部で生じることのある「欠け」に着目した。
すなわち、図4にも示されているように、通常、ボンドウエーハ2とベースウエーハ3の外周部には面取り部がある。このため、ボンドウエーハ2とベースウエーハ3とを貼り合わせても、ボンドウエーハ2の面取り部が、ベースウエーハ3から「浮いている部分」となる。例えば、図4に示すような従来の研削方法では、この「浮いている部分」についての考慮がなされておらず、この「浮いている部分」についても他の部分と同様に砥石10cにより1度に研削されていた(図4(a))。このため、研削後には、図4(b)に示すように、「浮いている部分」(図4(b)の丸で囲った部分)が他の部分と比較して極めて薄くなり、研削中に「浮いている部分」で「欠け」が生じていたのである。そして、その欠けにより、その下の酸化膜も一部剥がれたり、あるいは欠けによる破片が、ベースウエーハのテラス部にある酸化膜4、5を傷つけ、結果として、その後のエッチングで、ベースウエーハ3のテラス部にディンプルを発生させる等ダメージを与えていたのである。
The inventor has repeatedly studied factors that cause damage to the terrace portion of the base wafer when grinding the outer peripheral portion including the unbonded portion of the bond wafer. Among them, the present inventor has focused on “chips” that may occur on the outer peripheral portion of the wafer when the outer peripheral portion of the bond wafer is ground.
That is, as shown in FIG. 4, there are usually chamfered portions on the outer peripheral portions of the
そこで、本発明者は、ボンドウエーハの外周部の研削を第一の工程と第二の工程の2つの工程により行い、第一の工程では、予め、ボンドウエーハの欠け易い「浮いている部分」の大部分を取り除き、次いで、第二の工程において、従来と同様にベースウエーハにダメージを与えない厚さでボンドウエーハを研削すれば、研削中にボンドウエーハの外周で「欠け」が生じにくくなり、ベースウエーハのテラス部にダメージを与える恐れもなくなることに想到し、本発明を完成させた。 Therefore, the present inventor performs grinding of the outer periphery of the bond wafer in two steps, a first step and a second step, and in the first step, the “floating portion” in which the bond wafer is easily chipped in advance. If the bond wafer is ground to a thickness that does not damage the base wafer in the second step, it will be difficult for chipping to occur on the outer periphery of the bond wafer during grinding. The present invention has been completed by conceiving that there is no risk of damaging the terrace portion of the base wafer.
すなわち、本発明の貼り合わせウエーハの製造方法は、少なくとも、ボンドウエーハとベースウエーハとを貼り合わせ、該貼り合わせたボンドウエーハの未結合部を含む外周部を所定幅で研削した後エッチングして除去し、その後、前記ボンドウエーハを薄膜化することによって貼り合わせウエーハを製造する方法において、前記ボンドウエーハの外周部の研削を、前記研削する外周部の所定幅のうち外周側について、貼り合わせ面側の面取り部の少なくとも一部を除去するようにボンドウエーハを研削する第一の工程と、前記研削する外周部の所定幅のうち残りの内周側について、ベースウエーハにダメージを与えない厚さでボンドウエーハを研削する第二の工程と、により行うことを特徴とする。 That is, the method for manufacturing a bonded wafer according to the present invention includes at least bonding a bond wafer and a base wafer, grinding an outer peripheral portion including an unbonded portion of the bonded bond wafer to a predetermined width, and then etching to remove. Then, in the method of manufacturing a bonded wafer by thinning the bond wafer, grinding the outer peripheral portion of the bond wafer is performed on the bonded surface side with respect to the outer peripheral side of the predetermined width of the outer peripheral portion to be ground. The first step of grinding the bond wafer so as to remove at least a part of the chamfered portion of the wafer, and the remaining inner peripheral side of the predetermined width of the outer peripheral portion to be ground with a thickness that does not damage the base wafer And a second step of grinding the bond wafer.
このような本発明の貼り合わせウエーハの製造方法について以下に図面を参照してさらに具体的に説明する。
図1は、本発明の方法によりボンドウエーハの外周部を研削する場合を示した説明図である。ここで用いた貼り合わせウエーハ1は、ベースウエーハ3と酸化膜4で覆われたボンドウエーハ2とを酸化性雰囲気下で熱処理して貼り合わせたウエーハであり、貼り合わせウエーハ1の表面全体は、酸化性雰囲気下の熱処理で生じた酸化膜5で覆われている。
The method for producing the bonded wafer according to the present invention will be described more specifically with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory view showing a case where the outer peripheral portion of a bond wafer is ground by the method of the present invention. The bonded
先ず、図1(a)に示すように、第一の工程では、研削する外周部の所定幅のうち外周側について、砥石10aにより、ボンドウエーハ2の貼り合わせ面側の面取り部の少なくとも一部を除去するようにボンドウエーハ2を研削する。
ここでは、予め、ボンドウエーハ2の「浮いている部分」の大部分を取り除く。例えば、研削する外周部の所定幅(テラス幅)が3mm、研削前の面取り部が、0.3〜0.4mm程度であるときは、ボンドウエーハ2の貼り合わせ面側の面取り部が、0.05〜0.1mm程度のみ残るように研削する。
First, as shown in FIG. 1A, in the first step, at least a part of the chamfered portion on the bonding surface side of the
Here, most of the “floating portion” of the
また、ここで用いた砥石10aは、ボンドウエーハ2の貼り合わせ面側の面取り部を斜めに研削できるものである。このような砥石10aを用いて、斜めに研削すれば、砥石10aがベースウエーハ3に直接当たる恐れが少ない。また、斜めに研削すれば、「欠け」が生じたとしても、それが内側に成長するのを防ぐことができる。このため、ベースウエーハ3のテラス部にダメージを与える恐れがない。
Moreover, the grindstone 10a used here can grind the chamfered part of the bonded
次に、図1(b)に示すように、第二の工程では、砥石10aの位置を相対的に上にずらし、貼り合わせ面より遠ざけ、残り厚が厚くなるようにして、ベースウエーハ3にダメージを与えない厚さtでボンドウエーハ2を研削する。
しかし、第一の工程において、予め、ボンドウエーハ2の「浮いている部分」の大部分を取り除いているので、この第二の工程において「欠け」が生じる恐れがない。
Next, as shown in FIG. 1B, in the second step, the position of the grindstone 10a is relatively shifted upward, away from the bonding surface, and the remaining thickness is increased so that the
However, since most of the “floating portion” of the
この時、図1では、ボンドウエーハ2の外周部を所定厚tまで研削して除去するのに、砥石10aをボンドウエーハ2の外周方向から中心方向に向けて相対的に移動させるようにして研削するようにしている。
At this time, in FIG. 1, in order to grind and remove the outer peripheral portion of the
この場合、例えば貼り合わせウエーハ1と砥石10aの高さおよび距離を所定位置に保ち、不図示の回転機構によって相互に逆方向に回転させ、砥石10aを不図示の移動機構により水平移動させることによって、ボンドウエーハ2の外周部をウエーハ中心部に向けて研削して行く。逆に、砥石10aの位置を固定し、貼り合わせウエーハを不図示の移動機構により水平移動させて、ボンドウエーハ2の外周部を砥石10aに押し当ててもよい。
In this case, for example, the height and distance of the bonded
そして、ボンドウエーハ2の外周研削後の所定厚tは、砥石10aとボンドウエーハ2の高さ方向の位置関係を調整することによって制御することができる。本発明にあっては、上記砥石10aとボンドウエーハ2の相対的な高さ位置を調整して、所定厚tを20〜150μmとすることができる。
The predetermined thickness t after the outer periphery grinding of the
このようにボンドウエーハ2の外周部の研削を、砥石10をボンドウエーハ2の外周方向から中心方向に向けて相対的に移動させるようにして行えば、ウエーハの厚さ方向のダメージを抑えることができ、ベースウエーハにダメージを与えることなくボンドウエーハを薄く研削することができる。さらに、薄く研削できるので、その後のエッチング工程の時間を短縮することができ、高品質の貼り合わせウエーハを、高生産性、低コストで得ることができる。
If grinding of the outer peripheral portion of the
そして、図1(c)に示したのが、外周部を2工程で研削した後の貼り合わせウエーハ1である。
図から判るように、第一の工程において、所定の最大取代(d1)でボンドウエーハ2を研削し、第二の工程において、第一の工程の最大取代よりも少ない最大取代(d2)でボンドウエーハ2を研削している。こうすることで、一度に外周部の研削をする場合に比べ、確実に「浮いている部分」を小さくし、欠けの発生を抑制できる。
尚、図1(c)に示すように、ボンドウエーハ2を研削したときの「最大取代」とは、研削前のボンドウエーハの主面から研削後の研削面までの深さのうち最大のものを指す。
FIG. 1C shows the bonded
As can be seen from the figure, in the first step, the
As shown in FIG. 1 (c), the “maximum machining allowance” when the
一方、図2は、本発明の方法によりボンドウエーハの外周部を研削する場合の別の例を示した説明図である。
ここでも、図1で示した例と同様に、先ず、図2(a)に示すように、第一の工程では、砥石10bにより、ボンドウエーハ2の貼り合わせ面側の面取り部の一部を除去するように所定幅のうちの外周側のボンドウエーハ2を研削する。そして、図2(b)に示すように、第二の工程では、砥石10bの位置を相対的に上にずらし、残りの内周側につき残し厚が厚くなるようにして、ベースウエーハ3にダメージを与えない厚さtでボンドウエーハ2を研削する。そして、図2(c)に示したのが、外周部を研削した後の貼り合わせウエーハである。
On the other hand, FIG. 2 is explanatory drawing which showed another example in the case of grinding the outer peripheral part of a bond wafer by the method of this invention.
Here, as in the example shown in FIG. 1, first, as shown in FIG. 2 (a), in the first step, a part of the chamfered portion on the bonding surface side of the
図1の例との違いは、砥石10bの形状と研削後のボンドウエーハ2の形状である。すなわち、図2の例では、第一の工程で、ボンドウエーハを斜めに研削していない。しかしながら、この場合でも、第一の工程において、予め、ボンドウエーハ2の「浮いている部分」の大部分を取り除いているので、一度で研削する場合にくらべ研削中に生じる「欠け」を大幅に低減することができる。
The difference from the example of FIG. 1 is the shape of the grindstone 10b and the shape of the
尚、上記2つの例では、砥石をボンドウエーハ2の外周方向から中心方向に向けて相対的に移動させるようにして研削している。しかしながら、この他にも、本発明では、砥石をボンドウエーハの主面方向(上方)から下方に向けて相対的に移動させるようにして研削することもできる。
In the above two examples, grinding is performed such that the grindstone is relatively moved from the outer peripheral direction of the
以下に、貼り合わせウエーハの製造方法の全体の概略ついて、図3を参照して説明する。
先ず、貼り合わせによりSOIウエーハを製造するための原料ウエーハ(シリコン単結晶ウエーハ:例えばチョクラルスキー法で作製した直径8インチ(200mm)、方位<100>のもの)であるボンドウエーハ2及びベースウエーハ3を用意する(図3(a))。そして、用意されたシリコン単結晶ウエーハのうち、ボンドウエーハ2に熱処理を施し、ボンドウエーハ表面に酸化膜4を形成する(図3(b))。
勿論、ボンドウエーハ2ではなく、ベースウエーハ3に酸化膜を形成するようにしても良い。
Below, the outline of the whole manufacturing method of a bonded wafer is demonstrated with reference to FIG.
First, a
Of course, an oxide film may be formed on the
次に、この酸化膜を形成したボンドウエーハ2とベースウエーハ3を清浄な雰囲気下で貼り合わせる(図3(c))。これに酸化性雰囲気下で熱処理を加えて、ボンドウエーハ2とベースウエーハ3を強固に結合させ、貼り合わせウエーハ1とする。熱処理条件としては、例えば、酸素または水蒸気を含む雰囲気下、200℃〜1200℃の温度で行えば良い(図3(d))。この時、ボンドウエーハ2とベースウエーハ3が強固に結合されるとともに、貼り合わせウエーハ1の外表面全体にも、後工程でエッチング被膜となる酸化膜5が形成される。
Next, the
こうして結合された貼り合わせウエーハ1の外周部1〜3mmには、ボンドウエーハ2とベースウエーハ3の未結合部が存在している。このような未結合部は、デバイスを作製するSOI層として用いることができない上に、後工程で剥れ落ちて、種々の問題を引き起こすため除去する必要がある。
An unbonded portion of the
未結合部を除去するには、図3(e)に示すように、まず未結合部が存在するボンドウエーハ2の外周部を所定厚まで研削して除去する。研削によれば、高速で除去することができるし、加工精度もよいからである。
In order to remove the unbonded portion, as shown in FIG. 3E, first, the outer peripheral portion of the
本発明は、この未結合部を除去する外周研削工程に適用され、2工程に分けてボンドウエーハの外周部を研削する。これらの工程についての詳しい説明は前述した。 The present invention is applied to an outer peripheral grinding step for removing the unbonded portion, and the outer peripheral portion of the bond wafer is ground in two steps. A detailed description of these steps has been described above.
次に、図3(f)のように、エッチングによりボンドウエーハ2の未結合部を含む外周部を完全に除去し、テラス部7を形成する。これは、酸化膜にくらべてシリコン単結晶のエッチング速度が格段に大きいエッチング液に、貼り合わせウエーハ1を浸漬することによって、簡単に行うことができる。すなわち、ボンドウエーハ2の外周部は、研削によってシリコンが露出しているために、エッチング液によってエッチングされるが、貼り合わせウエーハ1の他の部分は、酸化膜5で覆われているためにエッチングされない。このようなエッチングとしては、KOH,NaOH等によるいわゆるアルカリエッチングを挙げることができる。
Next, as shown in FIG. 3F, the outer peripheral portion including the unbonded portion of the
最後に、図3(g)に示すように、ボンドウエーハ2の表面を通常の方法に従い研削・研磨等により、所望厚さまで薄膜化すれば、SOI層6を有するSOIウエーハを製造することができる。
Finally, as shown in FIG. 3G, if the surface of the
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(実施例、比較例)
まず、直径150mm(6インチ)、厚さ625ミクロン、導電型p型、抵抗率4〜6Ω・cm の鏡面研磨されたCZ基板を20枚用意し、10枚をボンドウエーハ用、10枚をベースウエーハ用に分類した。そして、これらのウエーハを図3の(a)〜(d)の工程にしたがい結合し、図3(d)のような貼り合わせ基板を10枚作製した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to these.
(Examples and comparative examples)
First, 20 CZ substrates with a diameter of 150 mm (6 inches), a thickness of 625 microns, a conductive p-type, and a resistivity of 4 to 6 Ω · cm are prepared, 10 for a bond wafer and 10 for a base. Classified for wafers. Then, these wafers were combined in accordance with the steps (a) to (d) of FIG. 3, and 10 bonded substrates as shown in FIG. 3 (d) were produced.
これらのうち5枚については、図1に示したように2工程で研削し(実施例)、残りの5枚については図4に示した従来のように1工程で研削を行った(比較例)。 Of these, five sheets were ground in two steps as shown in FIG. 1 (Example), and the remaining five sheets were ground in one step as shown in FIG. 4 (comparative example). ).
すなわち、実施例(図1)の研削条件としては、#800のダイヤモンド砥石を用い、砥石の周速1600m/min,ウエーハの周速300mm/minで相互に逆回転させた。研削速度は、0.6mm/minとした。そして、第一の工程(図1(a))では、ボンドウエーハの外周3mmのうち外周側について、研削前の面取り部0.3mmのうち0.1mmの幅だけ残るように研削した(最大取代部での残し厚15μm)。次に、第二の工程では、外周3mmのうち残りの内周側について、砥石10aの位置を相対的に上にずらし厚さ80μmとなるよう研削した。
一方、比較例(図4)では、上記実施例の「第二の工程」と同様の研削条件で、砥石10cにより、ボンドウエーハの外周約3mmを、厚さ80μmとなるまで1工程で研削した。
That is, as a grinding condition of the example (FIG. 1), a # 800 diamond grindstone was used, and they were reversely rotated at a circumferential speed of 1600 m / min of the grindstone and a peripheral speed of 300 mm / min of the wafer. The grinding speed was 0.6 mm / min. In the first step (FIG. 1 (a)), the outer peripheral side of the outer periphery of the bond wafer is ground so that only 0.1 mm of the chamfered portion of 0.3 mm before grinding remains (maximum machining allowance). The remaining thickness at the part is 15 μm). Next, in the second step, the remaining inner peripheral side of the outer periphery of 3 mm was ground so that the position of the grindstone 10a was relatively shifted upward to a thickness of 80 μm.
On the other hand, in the comparative example (FIG. 4), the outer periphery of the bond wafer was ground in about 3 mm with a grinding wheel 10c until the thickness reached 80 μm under the same grinding conditions as in the “second step” of the above example. .
こうして、ボンドウエーハ外周部の研削が終了した貼り合わせ基板10枚を、研削した外周部の未結合部が完全に除去されるように、シリコン単結晶約130ミクロンがエッチングされる条件である、70℃で50%NaOH液に約3.5時間浸漬して、ウエーハ外周部の未結合部を完全に除去した。 In this way, the condition is such that about 130 microns of silicon single crystal are etched so that the unbonded portion of the ground outer periphery of the 10 bonded substrates on which the outer periphery of the bond wafer has been ground is completely removed. The substrate was immersed in a 50% NaOH solution for about 3.5 hours to completely remove the unbonded portion on the outer periphery of the wafer.
その後、通常行われている研削・研磨を行い、図3(g)のごとき厚さ2ミクロンのSOI層を有する、貼り合わせ基板を作製した。
こうしてできたSOI基板10枚のベースウエーハ3の表面のテラス部7に存在する傷の数を、光学顕微鏡にてカウントした。
その結果、従来法である比較例の方法で研削したものには、20〜50個/枚の傷が観察されたが、本発明の方法で研削したものには、研削が原因と思われる傷は検出されなかった。
Thereafter, usual grinding and polishing were performed, and a bonded substrate having an SOI layer having a thickness of 2 microns as shown in FIG.
The number of scratches present on the terrace portion 7 on the surface of the
As a result, 20 to 50 scratches / sheet were observed in the ground by the method of the comparative example, which is a conventional method, but in the ground ground by the method of the present invention, scratches caused by grinding were observed. Was not detected.
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
例えば、上記実施形態では二枚の半導体基板、特にシリコンウエーハを貼り合わせて、貼り合わせ基板を作製する場合を中心に説明したが、本発明は半導体基板と石英、炭化珪素、窒化珪素、アルミナ、サファイヤ、その他のセラミックス材のような絶縁基板とを貼り合わせて、貼り合わせ基板を作製する場合にも周辺未結合部が発生するので、これを除去するのに有効である。 For example, in the above embodiment, the description has focused on the case where two semiconductor substrates, in particular, a silicon wafer are bonded to produce a bonded substrate, but the present invention is directed to a semiconductor substrate and quartz, silicon carbide, silicon nitride, alumina, Even when an insulating substrate such as sapphire or another ceramic material is bonded to produce a bonded substrate, a peripheral unbonded portion is generated, which is effective in removing this.
1…貼り合わせウエーハ、 2…ボンドウエーハ、 3…ベースウエーハ、
4、5…酸化膜、 6…SOI層、 7…テラス部、
10a、10b、10c…砥石。
1 ... Bonded wafer, 2 ... Bond wafer, 3 ... Base wafer,
4, 5 ... oxide film, 6 ... SOI layer, 7 ... terrace part,
10a, 10b, 10c ... Whetstone.
Claims (7)
前記ボンドウエーハの外周部の研削を、
前記研削する外周部の未結合部の幅のうち外周側について、貼り合わせ面側の面取り部の少なくとも一部を除去するようにボンドウエーハを研削する第一の工程と、
前記研削する外周部の未結合部の幅のうち残りの内周側について、ベースウエーハにダメージを与えない厚さでボンドウエーハを研削する第二の工程と、
により行うことを特徴とする貼り合わせウエーハの製造方法。 At least by bonding the bond wafer and the base wafer, grinding the outer peripheral portion including the unbonded portion of the bonded bond wafer to a predetermined width, and then removing by etching, and then thinning the bond wafer In a method for manufacturing a bonded wafer,
Grinding the outer periphery of the bond wafer,
A first step of grinding the bond wafer so as to remove at least a part of the chamfered portion on the bonding surface side of the width of the unbonded portion of the outer peripheral portion to be ground;
A second step of grinding the bond wafer with a thickness that does not damage the base wafer, with respect to the remaining inner peripheral side of the width of the unbonded portion of the outer peripheral portion to be ground;
The manufacturing method of the bonding wafer characterized by performing by these.
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