(57)【要約】【課題】貼り合わせウェーハのボイド検査方法に関し、ボイドの検知条件を最適化し、ボイドの検知に係る作業負荷を軽減するとともに、ボイドの発生要因別に貼り合わせウェーハの良否を判定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て製作される貼り合わせウェーハの、貼り合わせ工程で発生するボイドの検査方法において、ボイドは発生要因により発生位置が異なることを利用してボイドの検知条件を設定し、ボイドの有無を検査する。【選択図】図１
2010157585.tif 000002
【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て製作される貼り合わせウェーハの、貼り合わせ工程で発生するボイドの検査方法であって、
該ボイドは発生要因により発生位置が異なることを利用して該ボイドの検知条件を設定し、該ボイドの有無を検査する
ことを特徴とする、貼り合わせウェーハのボイド検査方法。
【請求項２】
超音波探傷法を用いて該ボイドを検知する
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ボイド検査方法。
【請求項３】
該貼り合わせウェーハ面内の検査有効エリアを複数のエリアに区分し、前記の区分されたエリア毎に該ボイドの検知条件を設定する
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ボイド検査方法。
【請求項４】
自動スクリーニング機能を利用して、前記の区分されたエリア毎に検知された該ボイドを集計し管理する
ことを特徴とする、請求項３記載の貼り合わせウェーハのボイド検査方法。
【請求項５】
該ボイドの有無に応じて該貼り合わせウェーハの良否を判定する
ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の貼り合わせウェーハのボイド検査方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載のボイド検査方法を行なうボイド検査工程を備えた
ことを特徴とする、貼り合わせ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、貼り合わせウェーハの貼り合わせ時に貼り合わせ界面に発生するボイドの検査方法と、そのボイド検査を一工程として備えた貼り合わせウェーハの製造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、貼り合わせ時に貼り合わせ界面にボイド（空隙）が発生することが知られている。ボイドは、例えば公知の超音波探傷法により検知され、ボイドが発生したウェーハは不良品として取り除かれている。
ここで、ボイドの発生は、ウェーハの形状（例えば、ロールアップ形状であったり、ラフネスが大きかったり、というウェーハの形状）や、ウェーハ表面に付着したパーティクルに起因するといわれている。
【０００３】
なお、こうしたボイドの発生要因については、例えば特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００５−３０２９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の超音波探傷法による従来の検知は、ウェーハ最外周の除外エリアを除いた単一の検査有効エリアに対して、超音波を全域同様に照射し、その反射波を画像化して画像判定し、ボイドを検知するものである。つまり、検査有効エリア全域において単一の検知条件を設定している状態であり、ボイドがその発生要因毎にサイズが大小異なっている場合であっても、微小のボイドを検知するためにエリア全域で感度を上げる必要があり、検知に係る作業負荷が大きく、且つ、ボイドの発生要因別のウェーハの良否の判断がなされていなかった。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、ボイドの検知条件を最適化し、ボイドの検知に係る作業負荷を軽減するとともに、ボイドの発生要因別に貼り合わせウェーハの良否を判定することができるようにした、貼り合わせウェーハのボイド検査方法及び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】
【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ボイド検査方法は、２枚のシリコンウェーハを貼り合わせて製作される貼り合わせウェーハの、貼り合わせ工程で発生するボイドの検査方法であって、該ボイドは発生要因により発生位置が異なることを利用して該ボイドの検知条件を設定し、該ボイドの有無を検査することを特徴としている（請求項１）。
【０００７】
なお、超音波探傷法を用いて該ボイドを検知することが好ましい（請求項２）。
また、該貼り合わせウェーハ面内の検査有効エリアを複数のエリアに区分し、前記の区分されたエリア毎に該ボイドの検知条件を設定することが好ましい（請求項３）。
また、自動スクリーニング機能を利用して、前記の区分されたエリア毎に検知された該ボイドを集計し管理することが好ましい（請求項４）。
【０００８】
また、該ボイドの有無に応じて該貼り合わせウェーハの良否を判定することが好ましい（請求項５）。
そして、本発明の貼り合わせウェーハの製造方法は、上記のボイド検査方法を行なうボイド検査工程を備えていることが好ましい（請求項６）。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、発生要因により発生位置が異なるというボイドの発生の特徴を利用してボイドの検知条件を設定するので、発生要因毎にボイドはサイズが相違するというような既知の事実に基づき、発生位置に応じて最適な検知条件を個々に設定することができる。そして、例えば、ある発生要因により微小のボイドが発生する虞のある位置では検知感度を上げるというように検知条件を厳しくするが、他の位置では検知条件を緩くするというようにして、検知に係る作業負荷を軽減することができる。また、発生要因の異なるそれぞれのボイドが貼り合わせウェーハに与える影響を考慮して検知条件を設定して、発生要因別に貼り合わせウェーハの良否を判定することができるとともに、貼り合わせウェーハに要求される品質を満たしながら歩留まりを向上させることもできる。
【００１０】
また、上記のボイドの発生の特徴を利用して検査有効エリアを複数のエリアに区分し、各エリアに対してボイドの検知条件を設定すれば、ボイドの発生要因毎にボイドを管理集計することができる。
さらに、自動スクリーニング機能を利用すれば、不良判定された製品を不良要因別に自動選別し、不良解析用に保管することができる。
【００１１】
そして、貼り合わせウェーハの製造方法の一工程として上記のようなボイド検査を行なえば、ボイドの発生状況を製造工程へ直ぐにフィードバックして製造装置や製造方法（特に、ウェーハの貼り合わせ装置や貼り合わせ方法）の見直しを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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及び図２は本発明の一実施形態に係る貼り合わせウェーハのボイド検査方法について説明するためのものであって、図１はそのボイド検査を含む貼り合わせウェーハの製造方法のフローチャート、図２はその検査有効エリアについて説明するための模式図である。なお、図２においては、区分された各エリアや発生したボイドを識別しやすいように、その寸法を誇張して示しているとともに適宜ハッチを付している。
【００１３】
［概要］
まず、ボイド検査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に示すように、支持基板となる支持用シリコンウェーハと活性層が形成される活性層用シリコンウェーハ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。
【００１４】
そして、本発明のボイド検査は、上記の熱処理工程Ｓ２０後且つ薄膜化工程Ｓ３０前のボイド検査工程Ｓ４０で行なわれるものであり、このボイド検査工程Ｓ４０で貼り合わせ界面のボイドの発生状況を評価し、ボイドの発生が認められないＳＯＩウェーハを良品として、続く薄膜化工程Ｓ３０へとその良品ＳＯＩウェーハを引き渡すようになっている。
ここで、本発明者によれば、ボイドは発生要因により発生位置が異なる（つまり、ボイドの発生状況に特徴がある）ことが分かっている。そこで、このようなボイド発生状況の特徴を利用して、本発明のボイド検査は検査有効エリアＳ1（図２参照）を区分するようになっている。
【００１５】
つまり、ボイドは、従来技術でも既に述べたとおり、主に二つの要因に起因して発生するといわれている。
第一の要因は、貼り合わせ前の洗浄汚れや、鏡面加工によるディンプル（くぼみ）及び表面キズや、貼り合わせ環境からウェーハ表面に付着したパーティクルである。以下、パーティクル等に起因して発生したボイドを「異物ボイド」という。
【００１６】
第二の要因は、貼り合わせ時のウェーハの形状（例えば、ロールアップ形状であったり、ラフネスが大きかったり、というウェーハの形状）である。以下、ウェーハの形状に起因して発生したボイドを「形状ボイド」という。
異物ボイドは、発生位置はランダムではあるが、ほとんどがウェーハ径方向内側部分に存在し、そのボイドサイズは大きく、超音波探傷法では低分解能でも検知できるほど容易に検知ができることが特徴である。
【００１７】
また、形状ボイドは、２枚のウェーハ間のウェーハ外周から３〜５ｍｍ程度内側に、小さな気泡がウェーハ外周に沿って内封することが要因であるので、貼り合わせ終端側（エッジ）にしか発生することはなく、また、ボイドサイズは非常に小さくギャップも狭いために感度を上げないと検知できないが、発生位置は非常に限定されるのが特徴である。
このような特徴を有する各ボイドに対し、その発生位置に応じて検査有効エリアＳ1を区分し、エリア毎に最適な検知条件を設定することで、適切なボイド不良判定が可能となっている。
【００１８】
つまり、これまでのボイド検査は、ウェーハ全面に対して最外周の除外領域を除いた径方向内側領域全てを検査有効エリアとし、この検査有効エリア全域に対して同一条件でボイドを検知していた。
これに対し、本発明では、図１及び図２に示すように、除外領域Ｓ0を除いた検査有効エリアＳ1を、同心円状に２つの領域に区分し（エリア区分工程Ｓ４１）、この区分された内側エリアＳIN及び外側エリアＳOUTのエリア毎に検知条件を設定している（検知条件設定工程Ｓ４２）。
【００１９】
そして、このような検知条件を用いて超音波探傷法によりボイドを検知し（ボイドの検知工程Ｓ４３）、ボイドの有無に応じてウェーハの良否（最終合否）を判定する（ウェーハの良否判定工程Ｓ４４）ようになっている。
上記の検知条件は、具体的には、超音波探傷法で測定される反射波の振幅に対して設定されるスレッシュホールドである。そして、このスレッシュホールド以上の振幅を有する反射波が測定されれば、ボイドが検知されたと判断されるようにする。
【００２０】
より具体的には、スレッシュホールドをエリアＳIN，ＳOUT毎に別々の値に設定し、内側エリアＳINでは、異物ボイドに対応した値にスレッシュホールドを設定する。一方、外側エリアＳOUTでは、形状ボイドに対応した値にスレッシュホールドを設定する。
また、超音波探傷法では、エリアＳIN，ＳOUT毎に微小なセル（微小検出セル）に分割し測定する。詳しくは、内側エリアＳINでは、サイズの大きい異物ボイドに対応して、微小検出セルのスレッシュホールド以上となる個数を比較的多くして判定し、一方、外側エリアＳOUTでは、サイズの小さい形状ボイドに対応して、微小検出セルのスレッシュホールド以上となる個数を比較的少なくするようになっている。なお、この微小検出セルの個数も検知条件の一つである。
【００２１】
そして、各エリアＳIN，ＳOUTに超音波を照射し、微小検出セル毎つまり位置情報毎に、ウェーハ表面・裏面及びボイド表面で反射する反射波を測定する。そして、測定した反射波を画像化し、この画像化された反射波の振幅の大きさが、エリアＳIN，ＳOUT毎に設定したスレッシュホールド以上であり、微小検出セルの設定個数以上あれば、その位置にボイドがあると判断するようになっている。
【００２２】
なお、ボイドの検知の際には、自動スクリーニング機能を利用してエリアＳIN，ＳOUT毎に検知結果を集計し管理するようにする（ボイドの集計工程Ｓ４３）。
また、ボイドの有無に応じてウェーハの良否を判定した後には、その良否判定結果を製造工程へフィードバックして製造装置や製造方法（特に、ウェーハの貼り合わせ装置や貼り合わせ方法）の見直しを図ると好ましい。
【００２３】
［効果］
このような本発明の貼り合わせウェーハのボイド検査方法によれば、発生要因により発生位置が異なるというボイドの発生の特徴を利用してボイドの検知条件を設定するので、発生要因毎にボイドはサイズが相違するというような既知の事実に基づき、発生位置に応じて最適な検知条件を個々に設定することができる。
【００２４】
そして、外側エリアＳOUTでは微小検出セルの設定個数を内側エリアＳINよりも少なくして検出感度を上げるが、内側エリアＳINでは微小検出セルの設定個数を比較的多くして検出感度を下げて、検知に係る作業負荷を軽減することができる。
また、異物ボイド及び形状ボイドそれぞれが貼り合わせウェーハに与える影響を考慮して、スレッシュホールドをエリアＳIN，ＳOUT毎に別々の値に設定して、ボイドの発生要因別に貼り合わせウェーハの良否を判定することができるとともに、貼り合わせウェーハに要求される品質を満たしながら歩留まりを向上させることができる。
【００２５】
また、上記のボイドの発生の特徴を利用して検査有効エリアを複数のエリアに区分し、各エリアに対してボイドの検知条件を設定するので、ボイドの発生要因を区別してボイドを管理集計することができる。さらに、自動スクリーニング機能を利用して、不良判定された製品を不良要因別に自動選別し、不良解析用に保管することができる。
そして、貼り合わせウェーハの製造方法の一工程として上記のようなボイド検査を行なうことで、ボイドの発生状況を製造工程へ直ぐにフィードバックして製造装置や製造方法（特に、ウェーハの貼り合わせ装置や貼り合わせ方法）の見直しを図ることができる。
【００２６】
［その他］
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。
例えば、上記実施形態では検査有効エリアＳ1を同心円状に２つの領域に区分したが、領域の区分はこれに限定されない。例えば、同心円状に３以上の領域に区分されていても良いし、さらにウェーハのオリエンテーションフラット側及びその反対側、保持具の接触位置等の特異点有無で領域を細分化しても良い。
また、時折ウェーハ内側部分で発生するノイズ（検査機起因の異常）に関しても個別設定条件を用いれば、誤検知せずに判定することが可能となり、良好な製品をより多く得ることができる。
【００２７】
また、本発明のボイド検査方法及び製造方法は、厚膜及び薄膜の何れのＳＯＩウェーハに対して適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る貼り合わせウェーハのボイド検査方法を行なう工程を含んだ製造方法を示す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ボイド検査方法の検査有効エリアについて説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００２９】
Ｓ0  除外領域
Ｓ1  検査有効エリア
ＳIN  内側エリア
ＳOUT  外側エリア
【図１】
2010157585.tif 000003
【図２】
2010157585.tif 000004