(57)【要約】【課題】貼り合わせＳＯＩウェーハの貼り合わせ界面にゲッタリングサイト源となる有機物を面内均一且つ安定的に吸着させることが可能なＳＯＩウェーハの製造方法を提供する。【解決手段】活性側ウェーハをプラズマチャンバ１０内に設置し、当該プラズマチャンバ１０内に有機物含有ガスを導入し、活性側ウェーハを回転させながらその表面に有機物を吸着させる。次に、プラズマチャンバ１０から活性側ウェーハを取り出し、表面に酸化膜が形成された支持側ウェーハに入れ替えた後、支持側ウェーハにプラズマ処理を行ってその表面を活性化させると共に、プラズマチャンバ内の有機物除去処理とを同時に行う。その後、有機物が吸着した活性側ウェーハと表面が活性化された支持側ウェーハとを貼り合わせる。【選択図】図３
2012114281.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ＳＯＩウェーハを製造する方法であって、
前記２枚のウェーハのうち一方のウェーハをプラズマチャンバ内に設置した後、有機物含有ガスが導入された前記プラズマチャンバ内で前記一方のウェーハを回転させて当該ウェーハの表面に有機物を吸着させる工程を備えることを特徴とするＳＯＩウェーハの製造方法。
【請求項２】
前記プラズマチャンバから前記一方のウェーハを取り出して他方のウェーハに入れ替えた後、当該他方のウェーハにプラズマ処理を行って前記他方のウェーハの表面の活性化処理と前記プラズマチャンバ内の有機物除去処理とを同時に行う工程と、
前記有機物が吸着した前記一方のウェーハと前記活性化処理された前記他方のウェーハとを貼り合わせる工程とをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のＳＯＩウェーハの製造方法。
【請求項３】
前記一方のウェーハは活性側ウェーハであり、
前記他方のウェーハは表面に酸化膜が形成された支持側ウェーハであることを特徴とする請求項１又は２に記載のＳＯＩウェーハの製造方法。
【請求項４】
常圧の前記前記プラズマチャンバ内に前記有機物含有ガスを水平方向に噴出させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＳＯＩウェーハの製造方法。
【請求項５】
減圧された前記プラズマチャンバの大気圧開放時に前記有機物含有ガスを導入することを特徴とする請求項１乃至３に記載のＳＯＩ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、ＳＯＩ（Silicon-On-Insulator）ウェーハの製造方法に関し、特に、貼り合わせ界面にゲッタリング効果が付与された貼り合わせＳＯＩウェーハの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス用シリコンウェーハの一つとして貼り合わせＳＯＩウェーハが知られている。ＳＯＩウェーハは、２枚のポリッシュド・ウェーハの間に酸化膜を介在させて貼り合わせたものであり、電気絶縁性の高い酸化膜の層をウェーハ内部に形成することにより、デバイスの高集積化、低消費電力化、高速化、高信頼性を実現できるものである。
【０００３】
貼り合わせＳＯＩウェーハを用いた半導体素子の製造において、ＳＯＩ基板中に微量な重金属の不純物が存在すると、これらの不純物は製造プロセスの熱処理中に素子活性領域内に拡散し、素子の電気特性を劣化させたり、製造歩留まりを低下させたりする原因となり、その信頼性が低下するので、貼り合わせＳＯＩウェーハにはゲッタリングサイトが必要とされている。
【０００４】
貼り合わせＳＯＩウェーハにゲッタリングサイトを付与する従来の方法としては、例えば、有機物が存在する環境下で貼り合わせを行い、貼り合わせ界面に有機物を閉じ込めた状態で接合強化熱処理を行うことにより、貼り合わせ界面に炭素に起因する微小な結晶欠陥を形成させ、この結晶欠陥にゲッタリングさせる方法が知られている（特許文献１参照）。具体的には、有機物を含む雰囲気中でウェーハを洗浄する方法、有機物を含む雰囲気中でウェーハを乾燥させる方法、有機物を含む洗浄液を用いてウェーハ表面を処理する方法、及び有機物を含む処理液をウェーハ表面に塗布又は滴下する方法が挙げられる。
【０００５】
またゲッタリングサイトを付与する従来の他の方法として、貼り合わせ前のウェーハの表面に不純物イオンを注入することで歪み層を形成し、この歪み層をゲッタリングサイトとして用いる方法も知られている（特許文献２参照）。不純物イオンとしては、Ｃ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｏ、Ｈｅ、Ａｒ、Ｘｅ、Ｎが用いられ、歪み層の範囲は０．１〜１．０μｍとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−０２８２４４号公報
【特許文献２】特開平８−０７８６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載された方法は、以下に示すように、シリコンウェーハの面内に均一且つ安定的に有機物を吸着させることができないという問題がある。例えば、有機物を含む雰囲気中でウェーハを洗浄する方法では、雰囲気中の有機物の濃度管理が非常に難しい。また、有機物を含む雰囲気中でウェーハを乾燥させる方法も同様であり、環境の僅かな変化によって有機物の吸着量が変化してしまい、非常に不安定である。特にスピンドライヤーを用いた乾燥では、スピンドライヤーの吸気・排気能力や設置環境（例えば、風速、風向、温度、湿度等）の変化により、ウェーハ表面の有機物の濃度の面内分布が不均一になるという問題がある。
【０００８】
また、有機物を含む洗浄液を用いてウェーハ表面を処理する方法や有機物を含む処理液をウェーハ表面に塗布又は滴下する方法では、洗浄液や処理液に含まれるパーティクルや微量な金属がそのまま表面に付着し、それらが除去されずに貼り合わせ界面に残存する場合がある。その結果、貼り合わせ不良が発生し、最終的にはデバイス特性を低下させる原因となる。
【０００９】
一方、上記特許文献２に記載された方法では、貼り合わせ前にイオン注入や析出物を形成するための熱処理など施す必要があるため、工程数増加や生産性低下による製造コストの上昇を招く問題がある。
【００１０】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、貼り合わせＳＯＩウェーハの貼り合わせ界面にゲッタリングサイト源となる有機物を面内均一且つ安定的に吸着させることが可能なＳＯＩウェーハの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明によるＳＯＩウェーハの製造方法は、２枚のウェーハのうち一方のウェーハをプラズマチャンバ内に設置した後、有機物含有ガスが導入された前記プラズマチャンバ内で前記一方のウェーハを回転させて当該ウェーハの表面に有機物を吸着させる工程を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、プラズマチャンバ内で有機物吸着工程を行った後、プラズマチャンバ内でプラズマ処理を実施することでチャンバ内の有機物を除去することができ、プラズマチャンバ内を常に清浄な状態とすることができる。したがって、有機物吸着工程においてクリーニングされたチャンバを繰り返し用いることにより、ゲッタリングサイト源となる有機物を面内均一且つ安定的に吸着させることができる。また、有機物吸着工程ではプラズマチャンバ内においてウェーハを回転させながら有機物を吸着させるので、ウェーハの表面に所定量の有機物を均一且つ安定的に吸着させることができる。
【００１３】
本発明によるＳＯＩウェーハ製造方法は、前記プラズマチャンバから前記一方のウェーハを取り出して他方のウェーハに入れ替えた後、当該他方のウェーハにプラズマ処理を行って前記他方のウェーハの表面の活性化処理と前記プラズマチャンバ内の有機物除去処理とを同時に行う工程と、前記有機物が吸着した前記一方のウェーハと前記活性化処理された前記他方のウェーハとを貼り合わせる工程とをさらに備えることが好ましい。
【００１４】
本発明によれば、プラズマチャンバを用いて一方のウェーハの表面に有機物を吸着させることができ、さらに同じプラズマチャンバを用いて他方のウェーハの表面を活性化させることができ、さらにこの活性化処理と同時にプラズマチャンバ内の有機物を除去することができる。したがって、有機物の吸着工程において、ウェーハの表面に所定量の有機物を均一且つ安定的に吸着させることができ、これにより、ゲッタリングサイトが均一に形成された高品質な貼り合わせＳＯＩウェーハを製造することができる。
【００１５】
本発明において、前記一方のウェーハは活性側ウェーハであり、前記他方のウェーハは表面に酸化膜が形成された支持側ウェーハであることが好ましい。この方法によれば、活性側ウェーハの表面に有機物を安定的に吸着させることができ、絶縁膜から見て活性層側にゲッタリングサイトが均一に形成された高品質な貼り合わせＳＯＩウェーハを製造することができる。
【００１６】
本発明においては、常圧の前記プラズマチャンバ内に前記有機物含有ガスを水平方向に噴出させてもよく、減圧された前記プラズマチャンバの大気圧開放時に前記有機物含有ガスを導入させてもよい。何れの方法であっても、プラズマチャンバ内を有機物含有ガスで満たすことができ、これによりウェーハの表面に所定量の有機物を均一且つ安定的に吸着させる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、貼り合わせＳＯＩウェーハの貼り合わせ界面にゲッタリングサイト源となる有機物を面内均一且つ安定的に吸着させることが可能なＳＯＩウェーハの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、貼り合わせＳＯＩウェーハの製造工程を説明するための模式図である。
【図２】図２は、本発明の好ましい実施の形態によるウェーハ貼り合わせシステムの構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、プラズマチャンバ１０の構成を示す模式図である。
【図４】図４は、ガス混合装置２０の配管系統の一例を示す模式図である。
【図５】図５は、有機物含有ガスの生成方法を説明するための模式図であり、（ａ）はバブリング方式、（ｂ）は揮発方式をそれぞれ示している。
【図６】図６は、実施例１における有機物の吸着量を示すグラフである。
【図７】図７は、実施例２における有機物の吸着量を示すグラフである。
【図８】図８は、実施例３におけるウェーハのライフタイムマップである。
【図９】図９は、比較例１における有機物の吸着量を示すグラフである。
【図１０】図１０は、比較例１におけるウェーハのライフタイムマップの代表例である。
【図１１】図１１は、比較例２における有機物の吸着方法を説明するための模式図である。
【図１２】図１２は、比較例２における有機物の吸着量を示すグラフである。
【図１３】図１３は、比較例２におけるウェーハのライフタイムマップであり、（ａ）はスロット１のウェーハ、（ｂ）はスロット１３のウェーハ、（ｃ）はスロット２５のウェーハをそれぞれ示している。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００２０】
図１は、貼り合わせＳＯＩウェーハの製造工程を説明するための模式図である。
【００２１】
図１に示すように、貼り合わせＳＯＩウェーハの製造では、まず材料基板として２枚のシリコンウェーハを用意する（ステップＳ１０１，Ｓ１０２）。２枚のウェーハのうち一方のウェーハ（第１のウェーハ）は貼り合わせ後に活性層となる活性側ウェーハ２Ａであり、他方のウェーハ（第２のウェーハ）は貼り合わせ後に支持基板となる支持側ウェーハ２Ｂである。なおこれらのウェーハはその表面に自然酸化膜を有している。
【００２２】
次に、支持側ウェーハ２Ｂの表面に所定の厚さの酸化膜（ボックス酸化膜）３を形成する（ステップＳ１０３）。酸化膜の厚さは０．５〜５μｍ程度であることが好ましく、例えば酸化熱処理によって形成することができる。酸化熱処理としては、ドライ酸化処理、ウェット酸化処理、パイロジェニック酸化処理、塩酸酸化処理などを採用することができる。なお、洗浄後の支持用ウェーハ２Ｂの表面には自然酸化膜が存在しているため、要求されるボックス酸化膜３の厚みが薄い場合には、熱酸化による熱酸化膜の形成を省略してもよい。
【００２３】
次に、活性側ウェーハ２Ａ及び支持側ウェーハ２Ｂの両方に対して、アルカリ洗浄（ＳＣ１洗浄）及び酸洗浄（ＳＣ２洗浄）を行い、さらに純水リンスした後、スピンドライヤーで乾燥させる（ステップＳ１０４）。この洗浄・乾燥処理により、両ウェーハの表面からはパーティクルや有機物が除去され、さらにウェーハの表面は乾燥した状態となる。
【００２４】
次に、活性側ウェーハ２Ａの表面に有機物含有ガスを供給して、当該ウェーハの表面に有機物４を吸着させる（ステップＳ１０５）。この有機物４はゲッタリングサイトの形成に寄与する。後述するように、活性側ウェーハ２Ａへの有機物吸着処理は、プラズマチャンバを利用して行うことができる。
【００２５】
次に、支持側ウェーハ２Ｂの表面をプラズマ処理して活性化させる（ステップＳ１０６）。このプラズマ処理は、活性側ウェーハ２Ａとの接合力を強化する目的で行われるものである。後述するように、支持側ウェーハ２Ｂのプラズマ処理は、活性側ウェーハ２Ａへの有機物吸着処理に用いたプラズマチャンバ内で行うことができる。
【００２６】
次に、活性側ウェーハ２Ａと支持側ウェーハ２Ｂとを貼り合わせた後（ステップＳ１０７）、貼り合わせ界面の接合強度を高めるため１０００〜１２００℃の温度で熱処理を行う（ステップＳ１０８）。一般的に、この熱処理ではバッチ式の縦型又は横型の熱処理装置が用いられ、一度に複数枚ウェーハが熱処理される。この熱処理により、貼り合わせ界面に閉じ込めた有機物に起因して結晶欠陥が形成され、この結晶欠陥がゲッタリングサイトとなる。さらに、ウェーハ周辺の剥離を防止するため貼り合わせウェーハの外周（テラス）を１ｍｍ程度研削した後、貼り合わせウェーハの活性側の表面を研磨して薄化する（ステップＳ１０９）。以上により、埋め込み酸化膜が形成されたＳＯＩウェーハ２Ｃが完成する。
【００２７】
次に、上記製造方法を実現するためのウェーハ貼り合わせシステムについて説明する。
【００２８】
図２は、本発明の好ましい実施の形態によるウェーハ貼り合わせシステムの構成を示すブロック図である。
【００２９】
図２に示すように、本実施形態によるウェーハ貼り合わせシステム１は、シリコンウェーハ２の表面に有機物含有ガスを供給するためのプラズマチャンバ１０と、有機物含有ガスを生成するガス混合装置２０と、表面に有機物を吸着させた２枚のウェーハの貼り合わせを行う自動貼り合わせ機構３０と、シリコンウェーハ２に吹き付けられた有機物含有ガスを回収するガス回収機構４０と、ウェーハを自動で搬送する搬送ロボット５０とを備えている。
【００３０】
また、ウェーハ貼り合わせシステム１は、洗浄・乾燥済みの活性側ウェーハ２Ａを格納する活性側カセット６１と、洗浄・乾燥済みの支持側ウェーハ２Ｂを格納する支持側カセット６２と、貼り合わせＳＯＩウェーハ２Ｃを格納するＳＯＩウェーハカセット６３を備えており、貼り合わせ前の２枚のウェーハは活性側カセット６１及び支持側カセット６２からそれぞれ取り出され、貼り合わせ後のＳＯＩウェーハ２ＣはＳＯＩウェーハカセット６３に収容される。これらの取り出し及び収容動作は搬送ロボット５０の動作によって行われる。
【００３１】
ウェーハ貼り合わせ工程では、活性側カセット６１から活性側ウェーハ２Ａが取り出され、アライナ７０を経由してプラズマチャンバ１０に移載される。アライナ７０はウェーハを各装置に受け渡す前にその位置決めを高速に実現するための装置である。その後、プラズマチャンバ１０で所定の有機物の吸着処理が施された後、自動貼り合わせ機構３０に移載される。
【００３２】
さらに、支持側カセット６２から支持側ウェーハ２Ｂが取り出され、プラズマチャンバ１０内で活性側ウェーハ２Ａと異なるプラズマ処理が施され、自動貼り合わせ機構３０に移載される。活性側ウェーハ２Ａおよび支持側ウェーハ２Ｂが共に自動貼り合わせ機構３０に移載されると、両者の貼り合わせが開始される。貼り合わせが完了した後、貼り合わせＳＯＩウェーハ２ＣはＳＯＩウェーハカセット６３に収納され、一連の処理が完了する。その後は一連のウェーハ貼り合わせ工程が繰り返される。
【００３３】
図３は、プラズマチャンバ１０の構成を示す模式図である。
【００３４】
図３に示すように、プラズマチャンバ１０は、チャンバ本体１１と、チャンバ本体１１内に設けられたウェーハ回転機構１２と、チャンバ本体１１内に設置されたウェーハの上下にそれぞれ設けられたプラズマ電極１３ａ，１３ｂとを備えている。チャンバ本体１１の側面にはガス導入口１４ａが設けられており、また反対側の側面にはガス排気口１４ｂが設けられている。
【００３５】
プラズマチャンバ１０は枚葉式であり、単一のウェーハに対して有機物の吸着処理及びプラズマ処理が実施される。チャンバ本体１１内に有機物含有ガスを導入した後、チャンバ本体１１内にウェーハを所定時間保持することにより、ウェーハの表面に有機物を吸着させることができる。または、常圧のチャンバ本体１１内に有機物含有ガスを送り込みながら有機物を吸着させてもよい。さらに、チャンバ本体１１内を真空排気してから大気圧に戻す際の置換ガスに有機物含有ガスを採用し、チャンバ本体１１内を有機物ガス雰囲気にして有機物の吸着を行うことも可能である。
【００３６】
有機物含有ガスを取り入れるガス導入口１４ａはチャンバの側面に設けられており、ウェーハの主面と平行な水平方向にガスを放出することが好ましい。またプラズマチャンバ内において有機物含有ガスの流れが均一になるようにガス排出口１４ｂからの排気量を調整することが好ましい。
【００３７】
一方、支持側ウェーハについてはプラズマチャンバ１０内でプラズマ処理を行い、表面活性化処理を行う。プラズマ処理は、貼り合わせ対象となる支持側ウェーハに対して表面活性化による接合強度の向上に効果を発揮するだけでなく、チャンバの内壁面やプラズマ電極１３ａ，１３ｂに付着した有機物を除去する効果を発揮する。チャンバ内の有機物を除去することにより、有機物の定量化及び安定吸着を実現することができる。使用するプラズマは、窒素等の不活性ガスもしくは酸素雰囲気中で出力５０〜２００Ｗ程度とすればよく、処理時間は１０〜６０秒程度とすればよい。
【００３８】
活性側ウェーハに対する有機物の吸着処理と支持側ウェーハに対するプラズマ処理は、交互に一回ずつ行うことが好ましい。このようにすれば、有機物の吸着処理によってプラズマチャンバ内に付着した有機物がその直後に除去されるので、次の有機物の吸着処理のときにはプラズマチャンバ内が清浄であり、常に安定した吸着量を実現することができる。ただし、安定した吸着量を実現できる場合には、必ずしも吸着処理とプラズマ処理とを交互に一回ずつ行う必要はなく、例えば２回の吸着処理と２回のプラズマ処理とを交互に行うことも可能である。
【００３９】
ウェーハ２は真空吸着によって回転ステージ上に固定されている。ウェーハ２をその中心を中心軸として所定の回転数で回転させながら、ガス導入口１４ａから有機物含有ガスを放出することにより、ウェーハ２の表面に有機物を吸着させる。ウェーハ２の表面に有機物を均一且つ安定的に吸着させるためには、ウェーハ２の回転数は３０ｒｐｍ以上とすることが好ましい。ただし、ウェーハ２の回転数及びガスの吹き付け時間等の条件は目標とする有機物の吸着量によって変えればよく、特に限定されない。
【００４０】
ガス導入口１４ａからのガスの吹き出し流量は、目標とする有機物の吸着量に応じて調整すればよく、特に限定するものではない。コスト面を考慮してガスの使用量１０Ｌ／分以下に抑えてもよいが、有機物をウェーハの全面に短時間で吸着させるためには、１０Ｌ／分以上の吹き出し流量とすることが好ましい。ガスの吹き付け時間も目標とする有機物の吸着量に応じて調整すればよく、所定の吸着量に達するまでガスを吹き付ければよい。
【００４１】
また詳細は後述するが、吸着量を調整する方法として有機物含有ガスとは別系統から不活性ガスを供給し、有機物含有ガスを所定の配合比で希釈した後、シリコンウェーハに吹き付ける方法も有効である。
【００４２】
有機物としては、芳香族炭化水素類、塩化炭化水素類、アルコール類、グリコール化合物類等、極性を有し、室温でシリコンに吸着されるものであれば特に限定されないが、中でも著しい効果があるものとして、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）が有効である。Ｎ−メチル−２−ピロリドンは入手し易く、ウェーハ表面へ吸着しやすい性質を有しているからである。一方、有機物のキャリアガスとしては、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス等の不活性ガスを用いることができる。
【００４３】
有機物の吸着量は、ガス流量等から決めることができるが、有機物含有ガス自体の有機物濃度を監視することで有機物をより安定的に供給することが可能である。例えば、有機物含有ガスの供給ラインにサンプリング用の配管を取り付け、流量制御が可能なフローメータを介してモニタリング装置に接続する。これにより、有機物含有ガスの有機物濃度を計測し、監視することが可能となる。
【００４４】
図４は、ガス混合装置２０の配管系統の一例を示す模式図である。
【００４５】
図４に示すように、プラズマチャンバ１０のガス導入口１４ａにはガス混合装置２０から有機物含有ガスが供給される。また、有機物含有ガスはガス排気口１４ｂを通ってガス回収機構４０に送られる。有機物含有ガスを供給するための配管ライン上にはパーティクルフィルタ２１、電磁弁２２ａ〜２２ｄ、流量計２３ａ〜２３ｃが設けられている。これらは一般的なガスラインに使用されているものであり、発塵や汚染の可能性はない。
【００４６】
不活性ガス５Ａは電磁弁２２ａ及び流量計２３ａが設けられた第１の配管ライン２４ａを経由してポット２５内に供給され、ポット２５内の有機物２６と混合される。詳細は後述するが、有機物をガスに含有させる方法としては、バブリング方法および揮発方法のどちらを採用しても良い。ポット２５内で生成された有機物含有ガスは、電磁弁２２ｂ、流量計２３ｂ及びパーティクルフィルタ２１が設けられた第２の配管ライン２４ｂを通ってガス導入口１４ａに供給される。第２の配管ライン２４ｂの途中には電磁弁２２ｃ及び流量計２３ｃが設けられた第３の配管ライン２４ｃが連結されており、第３の配管ライン２４ｃには希釈用の不活性ガス５Ｃが供給され、有機物含有ガス５Ｂの濃度がさらに調整される。
【００４７】
図５は、有機物含有ガスの生成方法を説明するための模式図であり、（ａ）はバブリング方式、（ｂ）は揮発方式をそれぞれ示している。
【００４８】
図５（ａ）に示すように、バブリング方式は、ポット２５内に用意された液体の有機物４Ａの液体内に窒素ガス等の不活性キャリアガスを直接吹き込み、そのバブリング効果によって有機物の揮発性を高める方式であり、比較的高濃度な有機物のガスを発生させることができる。また、図５（ｂ）に示すように、揮発方式は、ポット２５内に用意された液体の有機物４Ａの液体の表面にキャリアガスを吹き付け、有機物の気化を促進させる方式であり、バブリング方法ほどではないが比較的高濃度な有機物のガスを発生させることができる。このように、有機物をガスに含有させるための装置では、バブリング方式および揮発方式のどちらを採用してもよい。さらに、図示しないが、常温または加熱条件下で自然に揮発させてもよい。有機物によっては加熱されることで揮発しやすくなることから、加熱用ヒーターを用いて有機物の液体を加熱してもよい。加熱ヒーターの種類は特に限定されず、ホットプレート、テープヒーター、ランプ加熱等を用いることができる。
【００４９】
有機物の分析に関しては、一般的な有機物の吸着量を分析することができるガスクロマトグラフ質量分析計（ＧＣ−ＭＳ）を用いることで、ウェーハ表面の有機物の吸着量を容易に確認することがでる。また、貼り合わせ界面の有機物の吸着量の分析を行う場合、貼り合わせていない状態でアルミケースに保管し、分析装置まで運搬してもよいが、一端貼り合わせを行い、分析直前に活性側ウェーハを支持側ウェーハから剥がして貼り合わせ界面を分析することも可能である。その場合、アルミケースは不要であり、通常のウェーハケースでの運搬が可能である。
【００５０】
貼り合わせ界面に存在する有機物の量は、活性側ウェーハまたは支持側ウェーハのどちらか一方の分析を行うことで把握することができる。すなわち、片方のウェーハの有機物の量を２倍にすることで貼り合わせ界面のトータルの有機物の量を求めることができる。
【００５１】
ウェーハ表面の有機物の面内分布の確認方法としては、例えば、貼り合わせＳＯＩウェーハとして最終的な加工を完了させた後、ＳＯＩ層のライフタイムを測定することで、面内分布を推測することができる。例えば、有機物が多く吸着している領域は、少ししか吸着していない領域に比べ、ＳＯＩ層のライフタイムが短い傾向がある。これは、貼り合わせ界面に存在する有機物がキャリアの再結合を間接的に行うためである。このように、ウェーハ全面のライフタイムを測定することで、ＳＯＩウェーハの貼り合わせ界面に存在する有機物の面内分布を容易にかつ短時間で確認することができる。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態による貼り合わせＳＯＩウェーハの製造方法は、プラズマチャンバを用いて活性側ウェーハの表面に有機物を吸着させる処理を実施した後、同じプラズマチャンバを用いて、支持側ウェーハをプラズマ処理して活性化させ、この支持側ウェーハと有機物を吸着させた活性側ウェーハとを貼り合わせるので、プラズマチャンバ内の有機物の濃度をリセットすることができる。したがって、ウェーハの表面に所定量の有機物を均一且つ安定的に吸着させることができ、これにより、ゲッタリングサイトが均一に形成された高品質な貼り合わせＳＯＩウェーハを製造することができる。
【００５３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００５４】
例えば、有機物４を吸着させる対象は活性側ウェーハ２Ａと支持側ウェーハ２Ｂの両方である必要はなく、活性側ウェーハ２Ａにのみ吸着させてもよく、支持側ウェーハ２Ｂにのみ吸着させてもよい。
【実施例】
【００５５】
（実施例１）
活性側ウェーハおよび絶縁膜が形成された支持側ウェーハとなる２００ｍｍのシリコンウェーハを用意し、図１のＳＯＩウェーハ貼り合わせシステムを用いて活性側ウェーハの表面に有機物を吸着させた。プラズマチャンバ内への有機物含有ガスの導入条件は以下の通りである。まず、ガス流量に関しては、有機物含有ガスの流量を０．５Ｌ／分とし、濃度制御用の窒素ガスの流量を９．５Ｌ／分とし、合計のガス流量は１０Ｌ／分とした。有機物にはＮＭＰを用い、キャリアガスには窒素ガスを用い、有機物を含有するガスの生成方法には窒素ガスによる揮発方式（図５（ｂ）参照）を採用した。有機物吸着のためのウェーハ処理時間は２０秒とした。
【００５６】
また、有機物の吸着方法としては２通りの方法を採用した。第１の吸着方法は、常圧状態において有機物含有ガスをウェーハと平行に吹き付けて有機物の吸着を行う方法である。また、第２の吸着方法は、真空排気してから大気に戻す際の置換ガスに有機物含有ガスを採用してチャンバ全体を有機物含有ガス雰囲気にして有機物の吸着を行う方法である。これらの第１及び第２の吸着方法によりウェーハを４枚ずつ処理した。
【００５７】
その後、各ウェーハの有機物の吸着量の分析を行った。有機物の吸着量の分析では、活性側ウェーハの有機物の吸着量のみをＧＣ−ＭＳで測定し、その濃度の２倍の値を求め、これを貼り合わせ界面の有機物の吸着量とした。測定結果を図６のグラフに示す。
【００５８】
図６から明らかなように、すべてのウェーハの有機物の吸着量は０．２〜０．３ｎｍ／ｃｍ２であり、吸着量のばらつきは０．１ｎｍ／ｃｍ２以下であり、吸着条件の再現性が高いことが確認された。また、常圧状態で有機物含有ガスを供給する第１の吸着方法、大気開放時に有機物含有ガスを供給する第２の吸着方法のいずれも、再現良く吸着できることが確認された。
【００５９】
（実施例２）
有機物含有ガスの流量及び吸着時間を変えた点以外は実施例１と同様の条件下で有機物含有ガスの供給を行い、有機物吸着量を評価した。有機物含有ガスのガス流量は０．４Ｌ／分と０．５Ｌ／分の２通りとし、それぞれのガス流量について、処理時間を２０，２５，３０，３５，４０，５０，６０秒に変えたときの有機物の吸着量を測定した。その結果を図７に示す。
【００６０】
図７に示すように、有機物の吸着量は吸着時間が長くなるほど増加した。また、ガス流量が０．４Ｌの場合に比べてガス流量が０．５Ｌの場合のほうが有機物の吸着量は増加した。以上の結果から、ガス流量及び吸着時間を変更することで有機物の吸着量を任意に制御できることが確認された。
【００６１】
（実施例３）
常圧時に有機物含有ガスを導入する方法によって有機物の吸着量を０．５ｎｇ／ｃｍ２に設定した活性側ウェーハを用意し、次いで同じプラズマチャンバ内で支持側ウェーハをプラズマ処理し、これらのウェーハを貼り合わせて最終的なＳＯＩ加工を行った後、そのライフタイム評価を行うことにより、有機物の吸着量の面内分布を評価した。その結果、図８（ａ）のライフタイムマップに示すように、ウェーハ全面にわたり吸着量の面内分布が均一であることが確認された。
【００６２】
大気圧開放時に有機物含有ガスを導入する方法によって有機物の吸着量を０．５ｎｇ／ｃｍ２とした活性側ウェーハを用意し、次いで同じプラズマチャンバ内で支持側ウェーハをプラズマ処理し、これらのウェーハを貼り合わせて最終的なＳＯＩ加工を行った後、そのライフタイム評価を行うことにより、有機物の吸着量の面内分布を評価した。その結果、図８（ｂ）のライフタイムマップに示すように、有機物含有ガスの導入方法が異なる場合でもウェーハ全面にわたり吸着量の面内分布が均一であることが確認された。
【００６３】
常圧時に有機物含有ガスを導入する方法によって有機物の吸着量を１．０ｎｇ／ｃｍ２としたウェーハを用意し、次いで同じプラズマチャンバ内で支持側ウェーハをプラズマ処理し、これらのウェーハを貼り合わせて最終的なＳＯＩ加工を行った後、そのライフタイム評価を行うことにより、有機物の吸着量の面内分布を評価した。その結果、図８（ｃ）のライフタイムマップに示すように、有機物の吸着量を増やした場合でもウェーハ全面にわたり吸着量の面内分布が均一であることが確認された。
【００６４】
（比較例１）
活性側ウェーハ及び絶縁膜が形成された支持側ウェーハをそれぞれ２５枚ずつ用意し、これらを有機物（ＮＭＰ）の存在する環境下でＢｔタイプの洗浄機を用いて洗浄し、さらに同じ環境下でスピンドライヤーを用いて乾燥した。その後、活性側ウェーハ２５枚から任意に選択した５枚のウェーハを有機物の吸着量の分析に用い、別の５枚については最終的なＳＯＩ加工を行い、実施例１と同様の評価を行った。その結果を図９及び図１０に示す。
【００６５】
図９のグラフに示すように、５枚のウェーハの有機物の吸着量はいずれも１ｎｇ／ｃｍ２程度であり、有機物の吸着量は安定していることが確認された。ただし、ライフタイムマップの標準偏差はいずれも３未満（＞３）となり、有機物の吸着量の面内分布が不均一であることが確認された。測定したライフタイムマップの代表例を図１０に示す。
【００６６】
また、別の日に同じ設備を用いて同様の評価を行ったところ、有機物の吸着量は２ｎｇ／ｃｍ２程度となり、前回の結果の約２倍の有機物の吸着量となった。これは、有機物の存在している環境に変化が生じたものと考えられる。さらに、有機物の面内分布も不均一であることが再確認された。したがって、従来の方法では、ウェーハ表面に有機物を吸着させることはできても、所定の濃度に制御することは困難であり、面内分布も不均一であることが確認された。
【００６７】
（比較例２）
活性側ウェーハ２５枚と絶縁膜が形成された支持側ウェーハ２５枚とを有機物（ＮＭＰ）の存在しない環境下で洗浄した後、図１１の模式図に示すように、有機物（ＮＭＰ）の溶液８１が入った密閉容器８２の中に所定の時間放置した。各ウェーハはカセット８３内の順に並んだスロット１〜２５にそれぞれ収容し、縦置きの状態で密閉容器８２内に放置した。密閉容器８２内でのウェーハの放置時間は、１分、５分、１０分の３通りとした。その後、活性側ウェーハ２５枚のうちの５枚を有機物の吸着量の分析に用い、別の５枚に対して最終的なＳＯＩ加工を行い、実施例１と同様の評価を行った。有機物の吸着量の分析に用いた５枚のウェーハは、カセット８３のスロット１、７、１３、１９及び２５に収容されていたものを用い、できるだけ分散して選択した。その結果を図１２及び図１３に示す。
【００６８】
図１２のグラフに示すように、ウェーハの放置時間が長くすれば有機物の吸着量も多くなり、有機物の吸着量を調整可能であることが分かった。ただし、カセット内のスロット間でウェーハ表面の有機物の吸着量にばらつきが発生しており、複数枚のウェーハの同時処理は困難であることが分かった。また、図１３のライフタイムマップから明らかなように、有機物の面内分布も不均一であり、スロット間でも面内分布のばらつきが発生していることが確認された。
【符号の説明】
【００６９】
１    ウェーハ貼り合わせシステム
２    シリコンウェーハ
２Ａ    活性側ウェーハ
２Ｂ    支持側ウェーハ
２Ｃ    貼り合わせＳＯＩウェーハ
４    有機物
４Ａ    液体の有機物
５Ａ    不活性ガス
５，５Ｂ    有機物含有ガス
５Ｃ    希釈用不活性ガス
１０    プラズマチャンバ
１２    ウェーハ回転機構
１３ａ，１３ｂ    プラズマ電極
１４ａ    ガス導入口
１４ｂ    ガス排気口
２０    ガス混合装置
２１    パーティクルフィルタ
２２ａ〜２２ｄ    電磁弁
２３ａ〜２３ｃ    流量計
２４ａ〜２４ｃ    配管ライン
２５    ポット
３０    自動貼り合わせ機構
４０    ガス回収機構
５０    搬送ロボット
６１    活性側カセット
６２    支持側カセット
６３    ウェーハカセット
７０    アライナ
８１    有機物の溶液
８２    密閉容器
８３    カセット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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