(57)【要約】【課題】研磨作業が煩雑化することがなく、低コストで生産性に優れ、活性層の厚さを所望の規格内に容易に制御することができる接合ウェーハの製造方法を提供する。【解決手段】支持用ウェーハと活性層用ウェーハとを接合し、接合体を形成する工程（Ｓ１）と、接合体の活性層用ウェーハ側を加工して、第１の厚さの活性層を形成する工程（Ｓ２）と、活性層を形成した接合体を研磨用プレートに複数枚貼り付け、活性層を第２の厚さまで研磨する工程（Ｓ３）と、研磨した接合体を研磨用プレートに貼り付けた状態で、第２の厚さを光学的に測定する工程（Ｓ４）と、測定した第２の厚さに基づいて、活性層を第３の厚さまで再研磨する工程（Ｓ５）と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持用ウェーハと活性層用ウェーハとを接合し、接合体を形成する工程と、
前記接合体の活性層用ウェーハ側を加工して、第１の厚さの活性層を形成する工程と、
前記活性層を形成した接合体を研磨用プレートに複数枚貼り付け、前記活性層を第２の厚さまで研磨する工程と、
前記研磨した接合体を前記研磨用プレートに貼り付けた状態で、前記第２の厚さを光学的に測定する工程と、
前記測定した第２の厚さに基づいて、前記活性層を第３の厚さまで再研磨する工程と、
を備えることを特徴とする接合ウェーハの製造方法。
【請求項２】
前記測定する第２の厚さは、前記研磨用プレートに貼り付けた複数枚の接合体の各々の中心点の平均値であることを特徴とする請求項１に記載の接合ウェーハの製造方法。
【請求項３】
前記測定する第２の厚さは、前記研磨用プレートに貼り付けた複数枚の接合体の各々の中心点及び外周点を含む面内多点の平均値であることを特徴とする請求項１に記載の接合ウェーハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合ウェーハの製造方法に関し、特に、低コストで生産性に優れ、活性層の厚さを所望の規格内に容易に制御することができる接合ウェーハの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
直接的に又は絶縁膜を介して、単結晶シリコンからなる支持用ウェーハと活性層用ウェーハとを接合して得られる接合ウェーハは、活性層の厚さを所望の規格内に制御することが要求されている。
【０００３】
このような要求に対し、ＳＯＩウェーハの研磨中に研磨布からはみ出した部分の厚さを光干渉法により測定し、測定した測定値に基づいて研磨荷重等をリアルタイムに制御する方法が知られている（例えば、特許文献１）。また、研磨中の半導体ウェーハの裏面からプローブ光を照射し、分光器にて反射スペクトルを測定し、その波形を基に厚みを計算し、目標厚みに到達した時点で研磨を終了させる方法が知られている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２１６０１６号公報
【特許文献２】特開２００５−１９９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１、２は、いずれも半導体ウェーハの枚葉研磨に関する技術であり、これによって所望の厚さの活性層を有する接合ウェーハを得ることができるが、枚葉研磨は、複数枚を同時に研磨するバッチ研磨の場合と比べて、生産性に劣り、製造コストが高くなるという問題がある。
【０００６】
また、バッチ研磨は、研磨用プレートに研磨対象物であるウェーハを接着剤等を介して複数枚貼り付けた状態で、研磨布に押し付けて同時に研磨を行う技術であるが、研磨中にそれらの厚みを測定するのは困難である。
【０００７】
そのため、バッチ研磨において活性層の厚さが所望の規格内にあるかどうかを確認するためには、一度、研磨用プレートからウェーハを剥離して、かつ、研磨剤等の除去を目的とした洗浄を行ってから測定する必要があり、また、測定した活性層の厚さを所望の規格内に追い込むための再研磨を行う場合には、再度、ウェーハを研磨用プレートに貼り付ける必要があり、研磨作業が煩雑化していた。
【０００８】
なお、研磨中に一度も活性層の厚さを測定せずに一発で所望の規格内に活性層の厚さを制御する方法が最も効率的であるが、近年においては、活性層の厚さ規格における公差が±１．０μｍレベルの品種も要求されてきており、これを一発で所望の規格内に制御するには、研磨装置において研磨レート等を精密に制御することができる制御系を新たに設ける必要があり、研磨装置が煩雑化し、コストが高くなるものであった。
【０００９】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、研磨作業が煩雑化することがなく、低コストで生産性に優れ、活性層の厚さを所望の規格内に容易に制御することができる接合ウェーハの製造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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明にかかる接合ウェーハの製造方法は、支持用ウェーハと活性層用ウェーハとを接合し、接合体を形成する工程と、前記接合体の活性層用ウェーハ側を加工して、第１の厚さの活性層を形成する工程と、前記活性層を形成した接合体を研磨用プレートに複数枚貼り付け、前記活性層を第２の厚さまで研磨する工程と、前記研磨した接合体を前記研磨用プレートに貼り付けた状態で、前記第２の厚さを光学的に測定する工程と、前記測定した第２の厚さに基づいて、前記活性層を第３の厚さまで再研磨する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
このような方法を用いることにより、研磨作業が煩雑化することがなく、低コストで生産性に優れ、活性層の厚さを所望の規格内に容易に制御することができる。
【００１２】
前記測定する第２の厚さは、前記研磨用プレートに貼り付けた複数枚の接合体の各々の中心点の平均値であることが好ましい。
【００１３】
このような方法を用いることにより、同一の研磨用プレートに貼り付けた接合体すべてにおいて、その中心値の活性層の厚さを所望の規格内に制御しやすくなるため好ましい。
【００１４】
前記測定する第２の厚さは、前記研磨用プレートに貼り付けた複数枚の接合体の各々の中心点及び外周点を含む面内多点の平均値であることが好ましい。
【００１５】
このような方法を用いることにより、同一の研磨用プレートに貼り付けた接合体すべてにおいて、面内全体の活性層の厚さを所望の規格内に制御しやすくなるため好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、研磨作業が煩雑化することがなく、低コストで生産性に優れ、活性層の厚さを所望の規格内に容易に制御することができる接合ウェーハの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係わる接合ウェーハの製造方法を示す工程フロー図である。
【図２】本実施形態に係わる第１、２研磨工程（Ｓ３、Ｓ５）に用いられる研磨装置の一例を示す概念図である。
【図３】研磨用プレートに接合体が複数枚貼り付けられた状態の一例を示す上面図である。
【図４】本実施形態に係わる測定工程（Ｓ４）で用いられる活性層の厚さを光学的に測定する測定装置の一例を示す概念図である。
【図５】研磨用プレートに接合体が複数枚貼り付けられた状態における第２の厚さの測定点の一例を示す上面図である。
【図６】研磨用プレートに接合体が複数枚貼り付けられた状態における第２の厚さの面内多点における測定点の一例を示す上面図である。
【図７】本実施形態に係わる接合ウェーハの製造方法の詳細な態様を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態に係わる接合ウェーハの製造方法を示す工程フロー図である。
【００２０】
本実施形態に係わる接合ウェーハの製造方法は、図１に示すように、接合工程（Ｓ１）、加工工程（Ｓ２）、第１研磨工程（Ｓ３）、測定工程（Ｓ４）及び第２研磨工程（Ｓ５）を備える。
【００２１】
接合工程（Ｓ１）では、例えば、直径が５インチ（１２５ｍｍ）で厚さが６００μｍ〜８００μｍのシリコン単結晶からなる支持用ウェーハと、酸素濃度や抵抗値等が制御された、例えば、直径が５インチ（１２５ｍｍ）で厚さ６００μｍ〜８００μｍのシリコン単結晶からなる活性層用ウェーハとを接合して一枚の接合体を形成する。
【００２２】
支持用ウェーハと活性層用ウェーハとの接合は周知の方法により行う。例えば、支持用ウェーハと活性層用ウェーハの各々の鏡面研磨された面同士を重ね合わせて仮接合した後、高温処理（例えば、１１００℃）を施すことにより、前記仮接合した面を強固に接合することで行う。
【００２３】
加工工程（Ｓ２）では、接合工程（Ｓ１）で得られた接合体に対して、最初に、外周部の未接着部を除去するための外周研削（接合体の小径化、例えば５インチから４インチ）を行った後に、前記接合体の活性層用ウェーハ側を、例えば、片面研削加工を行うことで活性層用ウェーハを薄膜化して、第１の厚さの活性層を形成する。
【００２４】
なお、ここでいう第１の厚さとは、活性層の厚さ規格の中心値（例えば、活性層の規格が５．０μｍ〜７．０μｍである場合には、６．０μｍ）に、後述する第１、２研磨工程（Ｓ３、Ｓ５）における研磨取代を加えた値であり、例えば、規格の中心値が６．０μｍである場合には、２０μｍ〜２５μｍ程度の厚さのことをいう。
【００２５】
第１研磨工程（Ｓ３）では、加工工程（Ｓ２）で活性層を形成した接合体を、接着剤等を介して研磨用プレートに複数枚貼り付け、前記活性層を第２の厚さまで研磨する。
【００２６】
なお、ここでいう第２の厚さとは、活性層の厚さの規格の中心値に、後述する第２研磨工程（Ｓ５）における研磨取代を加えた値であり、例えば、規格の中心値が６．０μｍである場合には、１０〜１２μｍ程度の厚さのことをいう。
【００２７】
図２は、本実施形態に係わる第１、２研磨工程（Ｓ３、Ｓ５）に用いられる研磨装置の一例を示す概念図である。また、図３は、研磨用プレートに接合体が複数枚貼り付けられた状態の一例を示す上面図である。
【００２８】
第１、２研磨工程（Ｓ３、Ｓ５）では、図２、３に示すように、接合体２０の活性層２０ａ側を研磨面、支持部２０ｂ側を接着面として、接着剤等を介して、例えば、アルミナプレートからなる研磨用プレート１０の表面に複数枚の接合体２０を貼り付けた後、研磨用プレート１０を研磨ヘッド３０に固定する。その後、定盤４０に配設された研磨布５０上にノズル６０から研磨剤７０を供給し、研磨ヘッド３０を下降して接合体２０の活性層２０ａ側を研磨布５０に押し付けながら研磨ヘッド３０と定盤４０を同方向又は逆方向に回転させて行う。
【００２９】
この際、活性層２０ａにおける研磨レート（研磨時間に対する研磨量）の制御は、研磨ヘッド制御部８０による研磨ヘッド３０の回転数や研磨布５０への荷重の制御、定盤制御部９０による定盤４０の回転数の制御、研磨剤７０の流量や種類による制御等、周知の方法にて行う。
【００３０】
測定工程（Ｓ４）では、第１研磨工程（Ｓ３）で研磨した接合体を、研磨用プレートから剥離することなく、研磨用プレートに貼り付けた状態で、前記活性層の第２の厚さを光学的に測定する。
【００３１】
図４は、本実施形態に係わる測定工程（Ｓ４）で用いられる活性層の厚さを光学的に測定する測定装置の一例を示す概念図である。
【００３２】
接合体２０の活性層２０ａの測定は、図４に示すように、研磨された接合体２０を研磨用プレート１０に貼り付けた状態で、例えばステンレス製のＸ−Ｙステージ１００上に略水平に載置して、測定系１１０を制御することで行う。測定系１１０は、例えば、光源１１２からハーフミラー１１４及び光ファイバ１１６を介して、赤外白色光の測定光を伝送させ、測定ヘッド１１８から接合体２０に照射し、接合体２０の表面及び活性層２０ａと支持部２０ｂとの接合界面からの反射光をそれぞれ検出して、光ファイバ１１６及びハーフミラー１１４を介して分光器１１９によって解析され、活性層２０ａの厚さが演算される。上述した測定系１１０は、一般的に使用されている周知の測定系（ＦＴ−ＩＲ）を用いることができる。
【００３３】
第２研磨工程（Ｓ５）では、測定工程（Ｓ４）で測定した第２の厚さに基づいて、前記活性層を第３の厚さまで再研磨する。この再研磨は前述したように、例えば、図２、３に示すような方法で行う。
【００３４】
ここでいう第３の厚さとは、活性層の規格内の厚さ、好ましくは規格の中心値のこという。
【００３５】
本実施形態に係わる接合ウェーハの製造方法は、上述したような構成を備えているため、バッチ研磨において活性層の厚さを測定する際、研磨用プレートから一旦ウェーハを剥離する必要が無くなるため、研磨作業が煩雑化することがない。また、研磨装置において研磨レート等を精密に制御することができる制御系を新たに設ける必要がなく、従前の研磨装置を用いることができるため低コストで行うことができる。さらに、バッチ研磨であるため生産性にも優れている。また、接合体の活性層を仮研磨した後、その活性層の厚さを測定し、その測定結果に基づいて追い込み研磨を行うため、活性層の厚さを所望の規格内に容易に制御することができる。
【００３６】
前記測定する第２の厚さは、前記研磨用プレートに貼り付けた複数枚の接合体の各々の中心点の平均値であることが好ましい。
【００３７】
すなわち、例えば、図５に示すように、研磨用プレート１０に３枚の接合体２０１、２０２、２０３が貼り付けられている場合には、各々の中心点Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３の活性層２０ａの厚さを測定し、測定した各々の厚さの平均値を算出して、これを第２の厚さとして定義する。
【００３８】
このような方法を用いることにより、同一の研磨用プレートに貼り付けた接合体すべてにおいて、その中心値の活性層の厚さを所望の規格内に制御しやすくなるため好ましい。
【００３９】
前記測定する第２の厚さは、前記研磨用プレートに貼り付けた複数枚の接合体の各々の中心点及び外周点を含む面内多点の平均値であることがより好ましい。
【００４０】
すなわち、例えば、図６に示すように、研磨用プレート１０に３枚の接合体２０１、２０２、２０３が貼り付けられている場合には、中心点Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３及び外周点（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３：例えば、接合体２０１、２０２、２０３の外周から３ｍｍの位置）を含む面内多点（図６では、Ｒ／２：Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３も含む）の活性層２０ａの厚さを測定し、測定した面内多点の平均値を算出して、これを第２の厚さとして定義することが好ましい。
【００４１】
このような方法を用いることにより、同一の研磨用プレートに貼り付けた接合体すべてにおいて、面内全体の活性層の厚さを所望の規格内に制御しやすくなるため好ましい。
【００４２】
次に、前述した接合工程（Ｓ１）から第２研磨工程（Ｓ５）まで流れをより詳細に説明する。図７は、本実施形態に係わる接合ウェーハの製造方法の詳細な態様を示すフローチャート図である。
【００４３】
最初に、例えば、直径が５インチ（１２５ｍｍ）で厚さが６００μｍ〜８００μｍの片面が研磨されたシリコン単結晶からなる支持用ウェーハと、酸素濃度や抵抗値等が制御された、例えば、直径が５インチ（１２５ｍｍ）で片面が研磨された厚さ６００μｍ〜８００μｍのシリコン単結晶からなる活性層用ウェーハを準備し、支持用ウェーハの厚さ仕分けを行う（Ｓ１０）。
【００４４】
この厚さ仕分け（Ｓ１０）においては、後述する研磨工程（Ｓ６０、Ｓ８０、Ｓ９５）で同一の研磨用プレート内に貼り付けられる各々の接合体間の支持用ウェーハにおける厚さバラツキが、接合体ウェーハの活性層の厚さ規格内の公差の１／２以内（例えば、活性層の厚さ規格が５．０μｍ〜７．０μｍ（６．０±１．０μｍ）である場合には、０．５μｍ以内）となるように事前に厚さ仕分けを行うことが好ましい。このときの厚さ仕分けは支持用ウェーハの中心厚さで行うことが好ましい。
【００４５】
次に、厚さ仕分けを行った支持用ウェーハと活性層用ウェーハとを接合して、接合体を形成する（Ｓ２０）。この工程は上述した接合工程（Ｓ１）と同一であるため説明を省略する。
【００４６】
次に、接合した接合体の活性層用ウェーハ側を加工して、第１の厚さの活性層を形成する（Ｓ３０）。この工程は上述した加工工程（Ｓ２）と同一であるため説明を省略する。
【００４７】
次に、第１の厚さの活性層を形成した接合体に対して、接合体の厚さ仕分けを行う（Ｓ４０）。
【００４８】
この厚さ仕分け（Ｓ４０）においては、後述する研磨工程（Ｓ６０、Ｓ８０、Ｓ９５）で同一の研磨用プレート内に貼り付けられる複数枚の接合体の厚さバラツキが、接合体ウェーハの活性層の厚さ規格内の公差の１／２以内（例えば、活性層の厚さ規格が５．０μｍ〜７．０μｍ（６．０±１．０μｍ）である場合には、０．５μｍ以内）になるように厚さ仕分けを行うことが好ましい。また、このときの厚さ仕分けは接合体の中心厚さで行うことが好ましい。
【００４９】
次に、厚さ仕分けを行った接合体を、研磨用プレートに複数枚貼り付ける（Ｓ５０）。
この際、前述した支持用ウェーハの厚さ仕分け（Ｓ１０）及び接合体の厚さ仕分け（Ｓ４０）の結果に基づいて、支持用ウェーハの厚さバラツキ及び接合体の厚さバラツキがそれぞれ接合体ウェーハの活性層の厚さ規格の公差の１／２以内になるように選別された接合体同士を、同一の研磨用プレート内に貼り付けることが好ましい。この際、同一の研磨用プレート内に貼り付けることができない端数（例えば、図３でいうと１〜２枚）が発生した場合には、当該端数の接合体との厚さの差が前記規格の公差の１／２以内になるように選別されたダミーウェーハを用いることで行う。
【００５０】
このように、上述したような厚さ仕分け（Ｓ１０、Ｓ４０）を行って、更に、同一の研磨用プレート内に貼り付ける接合体の厚さ選別を行うことで後述する研磨工程（Ｓ６０、Ｓ８０、Ｓ９５）で、同一の研磨用プレート内に貼り付けた接合体すべてにおいて、その活性層の厚さを所望の規格内に制御しやすくなると共に、研磨工程（Ｓ６０、Ｓ８０、Ｓ９５）における研磨後の接合体の面内厚さバラツキ、更には、活性層の面内厚さバラツキの発生も抑制することができる。
【００５１】
次に、研磨用プレートに貼り付けられた複数枚の接合体の活性層を第２の厚さまで研磨する（Ｓ６０）。この工程は上述した第１研磨工程（Ｓ３）と同一であるため説明を省略する。
【００５２】
次に、前記研磨した接合体を前記研磨用プレートに貼り付けた状態で、前記第２の厚さを光学的に測定する（Ｓ７０）。この工程は上述した測定工程（Ｓ４）と同一であるため説明を省略する。
【００５３】
次に、前記測定した第２の厚さに基づいて、前記活性層を第３の厚さまで再研磨する（Ｓ８０）。この工程は上述した第２研磨工程（Ｓ５）と同一であるため説明を省略する。
【００５４】
次に、前記研磨した接合体を前記研磨用プレートに貼り付けた状態で、前記第３の厚さを光学的に測定する（Ｓ９０）。この工程は上述した測定工程（Ｓ４）と同一であるため説明を省略する。
【００５５】
その後、前記測定した第３の厚さが活性層の厚さ規格内であるかどうかを確認する（Ｓ１００）。この場合において、研磨布の目詰まり等により研磨レートが低下し、前記研磨した第３の厚さがまだ規格内より厚い場合（第３の厚さが規格内でない場合：Ｎｏ）は、再度、活性層を再研磨（Ｓ９５）する。この工程は上述した第２研磨工程（Ｓ５）と同一であるため説明を省略する。
【００５６】
なお、前記第３の厚さ（Ｓ８０）又は前記再研磨した第３の厚さ（Ｓ９５）が活性層の厚さ規格内である場合（図７中、Ｙｅｓ）には、活性層の研磨を終了し、研磨用プレートから接合体を剥離（Ｓ１１０）して、洗浄等の次工程に送られる。
【実施例】
【００５７】
以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体的に説明するが、本発明は、下記実施例により制限されるものではない。
【００５８】
図７に示すフローによって接合ウェーハを作製した。この時の共通研磨条件は下記の通りである。
・支持用ウェーハ：直径５インチ（１２５ｍｍ）、厚さが６２５±２５μｍのシリコンウェーハ
・活性層用ウェーハ：直径５インチ（１２５ｍｍ）、厚さが６２５±２５μｍのシリコンウェーハ
・第１の厚さ：２０μｍ〜２５μｍ
・第２の厚さ：１０μｍ〜１２μｍ
・第３の厚さ（接合ウェーハの活性層の厚さ規格）：６．０μｍ±１．０μｍ
【００５９】
（実施例１）
研磨用プレートに接合体を複数枚貼り付ける際、支持用ウェーハの厚さバラツキ及び接合体の厚さバラツキがそれぞれ接合体ウェーハの活性層の厚さ規格の公差の１／２以内になるように（それぞれの厚さバラツキが０．５μｍ以内になるように）選別し、それぞれ選別した接合体を同一の研磨用プレートに貼り付けて第３の厚さまで研磨を行った。なお、実施例１においては、前記第２の厚さは、研磨用プレート内に貼り付けた複数枚の接合体のうち無作為に選択した１枚の接合体の中心点１点のみの値で行った。
【００６０】
その結果、１００枚の加工において活性層の厚さ規格における加工歩留は１００％であった。
【００６１】
（比較例１）
前記厚さバラツキが０．７μｍ以内になるように選別し、その他は実施例１と同様な方法で第３の厚さまで研磨を行った。その結果、１００枚の加工において活性層の厚さ規格における加工歩留は８０％であった。
【００６２】
（比較例２）
前記厚さバラツキが１．０μｍ以内になるように選別し、その他は実施例１と同様な方法で第３の厚さまで研磨を行った。その結果、１００枚の加工において活性層の厚さ規格における加工歩留は４６％であった。
【００６３】
（実施例２）
前記第２の厚さを、前記研磨用プレートに貼り付けた複数枚の接合体の各々の中心点の平均値としてその他は実施例１と同様な方法で第３の厚さまで研磨を行った。
【００６４】
その結果、１００枚の加工において活性層の厚さ規格における加工歩留は１００％であった。また、接合ウェーハの活性層の厚さ規格を６．０μｍ±０．７５μｍとして前記加工歩留を評価しても１００％であった。
【００６５】
（実施例３）
前記第２の厚さを、前記研磨用プレートに貼り付けた複数枚の接合体の各々の中心点及び外周点を含む面内多点（図６に示すような面内９点）の平均値として、その他は実施例１と同様な方法で第３の厚さまで研磨を行った。
【００６６】
その結果、１００枚の加工において面内９点を含めた活性層の厚さ規格における加工歩留は１００％であった。また、接合ウェーハの活性層の厚さ規格を６．０μｍ±０．７５μｍとして同様に加工歩留を評価しても１００％であった。
【符号の説明】
【００６７】
１０  研磨用プレート
２０  接合体
３０  研磨ヘッド
４０  定盤
５０  研磨布
６０  ノズル
７０  研磨剤
１００  Ｘ−Ｙステージ
１１０  測定系
【図１】
2010188489.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010188489.tif 000007
【図６】
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【図７】
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