(57)【要約】【課題】貼り合わせウェーハの評価方法に関し、従来の赤外分光法や超音波探傷法では検知できない欠陥も良好に検知することができるようにする。【解決手段】２枚のシリコンウェーハを貼り合わせた後、その貼り合わせの接着性を高めるための強化熱処理及び薄膜化加工を順に行なって製作される貼り合わせウェーハの貼り合わせ界面の状態を評価する方法において、強化熱処理後且つ薄膜化加工前に、貼り合わせ界面を境に貼り合わせウェーハを剥離させる工程と、その後、貼り合わせ界面であった面の状態を直接目視し且つ顕微鏡を利用して観察する工程とを備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚のシリコンウェーハを貼り合わせた後、その貼り合わせの接着性を高めるための強化熱処理及び薄膜化加工を順に行なって製作される貼り合わせウェーハの貼り合わせ界面の状態を評価する方法であって、
該強化熱処理後且つ該薄膜化加工前に、該貼り合わせ界面を境に該貼り合わせウェーハを剥離させる工程と、その後、該貼り合わせ界面であった面の状態を直接目視し且つ顕微鏡を利用して観察する工程とを備えた
ことを特徴とする、貼り合わせウェーハの評価方法。
【請求項２】
該強化熱処理の温度は1000℃以上である
ことを特徴とする、請求項１記載の貼り合わせウェーハの評価方法。
【請求項３】
該顕微鏡は原子間力顕微鏡である
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の貼り合わせウェーハの評価方法。
【請求項４】
刃物を用いて該貼り合わせウェーハを剥離させる
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の貼り合わせウェーハの評価方法。
【請求項５】
該貼り合わせウェーハのエッジの未接着部分から該刃物の刃を挿入し、該貼り合わせウェーハを剥離させる
ことを特徴とする、請求項４記載の貼り合わせウェーハの評価方法。
【請求項６】
該貼り合わせウェーハを剥離させる前に、赤外分光法又は超音波探傷法を用いて、該貼り合わせ界面の状態を検査する
ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の貼り合わせウェーハの評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貼り合わせウェーハの貼り合わせ界面の状態を評価する評価方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
活性層用シリコンウェーハと支持用シリコンウェーハとを貼り合わせて製作される貼り合わせウェーハ（ＳＯＩウェーハ）に関し、その貼り合わせ界面を評価する方法として、赤外分光法（いわゆるＩＲ法）や超音波探傷法がすでに知られている。
赤外分光法は、簡単に言えば、赤外線を対象物に照射し、その透過光又は反射光を分光してスペクトルを取得し、そのスペクトルを画像化して対象物の状態を知る方法である。また、超音波探傷法は、簡単に言えば、超音波を直接または水等を媒介として対象物に照射し、その反射波を画像化して対象物の状態を知る方法である。
【０００３】
なお、こうした赤外分光法や超音波探傷法については、例えば特許文献１に開示されているので参照されたい。
【特許文献１】特開２００７−２５８５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これら赤外分光法や超音波探傷法によれば、貼り合わせ界面のボイド（空隙）を検出することはできるが、貼り合わせ界面にボイドは存在しないが結合状態が弱い箇所等を検出することはできない。
このような結合状態の弱い箇所等が存在すると、デバイスプロセスにおいて活性層に剥がれが生じ、特性不良を起こす虞がある。そのため、赤外分光法や超音波探傷法で検知できない欠陥を検知するのは非常に重要である。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、従来の赤外分光法や超音波探傷法では検知できない欠陥も良好に検知することができるようにした、貼り合わせウェーハの評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の貼り合わせウェーハの評価方法は、２枚のシリコンウェーハを貼り合わせた後、その貼り合わせの接着性を高めるための強化熱処理及び薄膜化加工を順に行なって製作される貼り合わせウェーハの貼り合わせ界面の状態を評価する方法であって、該強化熱処理後且つ該薄膜化加工前に、該貼り合わせ界面を境に該貼り合わせウェーハを剥離させる工程と、その後、該貼り合わせ界面であった面の状態を直接目視し且つ顕微鏡を利用して観察する工程とを備えたことを特徴としている（請求項１）。
【０００７】
なお、該強化熱処理の温度は1000℃以上であることが好ましい（請求項２）。
また、該顕微鏡は原子間力顕微鏡であることが好ましい（請求項３）。
また、刃物を用いて該貼り合わせウェーハを剥離させることが好ましく（請求項４）、このとき、該貼り合わせウェーハのエッジの未接着部分から該刃物の刃を挿入し、該貼り合わせウェーハを剥離させるとより好ましい（請求項５）。
【０００８】
さらに、該貼り合わせウェーハを剥離させる前に、赤外分光法又は超音波探傷法を用いて、該貼り合わせ界面の状態を検査することが好ましい（請求項６）。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の貼り合わせウェーハの評価方法によれば、貼り合わせウェーハを貼り合わせ界面を境に剥離させるので、直接目視や顕微鏡の利用により貼り合わせ界面であった面の状態を直に観察することができ、貼り合った状態では検知不可能な微細な面の状態や界面に存在する異物も良好に検知することができる。
また、強化熱処理が施されて接着力が高まった貼り合わせウェーハであっても、刃物を利用することで、容易且つ良好に剥離することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図３は本発明の一実施形態に係る貼り合わせウェーハの評価方法について説明するためのものであって、図１はその評価工程を含んで示す貼り合わせウェーハの製造方法のフローチャート、図２はその評価のためにウェーハを剥離する様子を示す模式的な断面図、図３はその評価によって検知された欠陥を示す顕微鏡写真である。なお、図２においては、本発明の主旨を把握しやすいように、ウェーハや刃の寸法を誇張して示している。
【００１１】
［概要］
まず、本発明の評価の対象となる貼り合わせウェーハ（以下、ＳＯＩウェーハという）について説明すると、ＳＯＩウェーハは、図１及び図２に示すように、支持基板となる支持用シリコンウェーハ１と活性層が形成される活性層用シリコンウェーハ２とを貼り合わせる貼り合わせ工程Ｓ１０と、その貼り合わせの接着性（結合性）を高めるために1000℃以上の温度で結合強化熱処理を行なう熱処理工程Ｓ２０と、研削やエッチング等を利用して活性層用シリコンウェーハ２の薄膜化を行なう薄膜化工程Ｓ３０とをこの順に経て製造されている。
【００１２】
そして、本発明のＳＯＩウェーハの評価は、上記の熱処理工程Ｓ２０と薄膜化工程Ｓ３０との間で評価工程Ｓ２５として行なわれるようになっている。
この評価方法について詳述すると、薄膜化前のＳＯＩウェーハは、その端縁（エッジ）が面取り形状によって未接着となっているので、この未接着部分から刃物３の刃３ａを挿入し、ＳＯＩウェーハを貼り合わせ界面を境に強制的に剥離するようになっている。刃物３は、鋭利な先端を有する剥離治具であり、より具体的には金属製やセラミックス製の刃３ａを有する、例えばカッターのような刃物である。
【００１３】
そして、剥離後、貼り合わせ界面であった面の状態を集光灯下で直接目視し、目視後にさらに顕微鏡（例えば、原子間力顕微鏡；Atomic Force Microscope）を利用して観察するようになっている。
なお、剥離の際には、未接着部分のうちの適当な箇所から刃３ａを挿入したら、ＳＯＩウェーハの外周に沿って刃３ａを移動させて縁部全周を剥離させ、続いて刃３ａをＳＯＩウェーハから離し、最後に、直に手作業でもしくは適宜の治具を利用してＳＯＩウェーハの全面を剥ぐようにすると良い。
【００１４】
また、図２中において、刃物３は、作業者が刃３ａを安全に取り扱えるように保持具３ｂによって保持されているが、刃物３の形態はこれに限定されるものではなく、少なくとも刃３ａがあれば良い。
また、剥離前に、赤外分光法（ＩＲ法）及び超音波探傷法の少なくとも何れか１つを用いて、貼り合わせ界面の状態を検査すると良い。特に、赤外分光法による検査は貼り合わせ後且つ強化熱処理前に行ない、超音波探傷法による検査は強化熱処理後且つ剥離前に行なうと良い。
【００１５】
以下に、具体的な実施例について説明する。
［実施例１］
1100℃で結合強化熱処理が施され、薄膜化されていない直径150ｍｍのＳＯＩウェーハにおいて、赤外分光法及び超音波探傷法にて欠陥が見られないことを予め検査した後に、金属製の刃を用いてそのＳＯＩウェーハを面取り部位である未接着部分を基点に剥離させた。
【００１６】
続いて、ハロゲンランプ集光灯下にて貼り合わせ時に界面となっていた面を目視で直接観察したところ、貼り合わせ界面に欠陥がある部位が確認された。詳しくは、目視観察において、欠陥が白濁した円形として見え、面の荒れが確認された。そして、その欠陥を原子間力顕微鏡によりさらに観察したところ、その欠陥部位には、図３に示すような直径774μｍ、高さ5.6ｎｍの面荒れ領域が介在していることが確認された（なお、図３における円形の盛り上がり部分が面荒れ領域である。また、この面荒れ領域は、図２においてウェーハ１，２間に細かいハッチを付して示されるようなものである。）。この面荒れ領域は、貼り合わせ界面において２枚のウェーハ間を隙間なく埋めていたため、赤外分光法や超音波探傷法では検知することができなかった。
【００１７】
［効果］
このような本発明の貼り合わせウェーハの評価方法によれば、ＳＯＩウェーハを貼り合わせ界面を境に剥離させるので、集光灯下での直接目視や顕微鏡を用いて、貼り合わせ界面であった面の状態を直に観察することができ、貼り合った状態では検知不可能な微細な面の状態や界面に存在する異物も良好に検知することができる。
【００１８】
また、強化熱処理が施されて接着力が高まったＳＯＩウェーハであっても、刃物３を利用することで、容易且つ良好に剥離することができる。
なお、上述のように本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る貼り合わせウェーハの評価方法を行なう工程を含んで示す、貼り合わせウェーハの製造方法のフローチャートである。
【図２】本発明の一実施形態に係る貼り合わせウェーハの評価方法を示す図であって、その評価のためにウェーハを剥離する様子を示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る貼り合わせウェーハの評価方法によって検知された欠陥を示す顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００２０】
１  支持用シリコンウェーハ
２  活性層用シリコンウェーハ
３  刃物
３ａ  刃
３ｂ  保持具
【図１】
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【図２】
2010140943.tif 000004
【図３】
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