JPH03196610A - シリコンウェハの結合法 - Google Patents
シリコンウェハの結合法Info
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- JPH03196610A JPH03196610A JP2254056A JP25405690A JPH03196610A JP H03196610 A JPH03196610 A JP H03196610A JP 2254056 A JP2254056 A JP 2254056A JP 25405690 A JP25405690 A JP 25405690A JP H03196610 A JPH03196610 A JP H03196610A
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S228/00—Metal fusion bonding
- Y10S228/903—Metal to nonmetal
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S438/974—Substrate surface preparation
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- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、シリコンウェハを別のシリコンウェハまたは
ガラスウェハに結合する方法、さらに詳しくはシリコン
ウェハを別のシリコンウェハまたはガラスウェハに、泡
沫が存在しないように結合する方法に関するもので、ク
リーン・ルーム設備の内外で実施することができる。
ガラスウェハに結合する方法、さらに詳しくはシリコン
ウェハを別のシリコンウェハまたはガラスウェハに、泡
沫が存在しないように結合する方法に関するもので、ク
リーン・ルーム設備の内外で実施することができる。
（従来の技術）
近年、半導体マイクロチップ製造技術に関する当業者に
はよく知られているように、ウェハの結合法は、大きな
面積を有する酸化または非酸化シリコンウェハ相互の結
合方法として開発されている。ウェハの結合は、酸化物
やインプラチージョン層の単結晶シリコン本体への埋め
込みを可能にさせるので、当該結合は、シリコン・オン
・インシュレーター（Ｓｏ＋）やエピタキシャル適用に
代わる、低コストで非常にフレキシブルなものである。
はよく知られているように、ウェハの結合法は、大きな
面積を有する酸化または非酸化シリコンウェハ相互の結
合方法として開発されている。ウェハの結合は、酸化物
やインプラチージョン層の単結晶シリコン本体への埋め
込みを可能にさせるので、当該結合は、シリコン・オン
・インシュレーター（Ｓｏ＋）やエピタキシャル適用に
代わる、低コストで非常にフレキシブルなものである。
また、シリコンの直接結合（ＳＤＢ）は、動力装置やセ
ンサーの分野において、新たな装置構造をもたらす。
ンサーの分野において、新たな装置構造をもたらす。
しかし、その明白な単純性にもかかわらず、ウェハの結
合を、電子装置や他の可能な用途に用いられるＳＯＩウ
ェハの実現可能な製造技術として考慮する前に、解決せ
ねばならない少なくとも璽つの障害がある。この障害は
、連結したウェハの境界面において形成される「気泡」
また「泡沫」であり、これは、結合特性に有害である。
合を、電子装置や他の可能な用途に用いられるＳＯＩウ
ェハの実現可能な製造技術として考慮する前に、解決せ
ねばならない少なくとも璽つの障害がある。この障害は
、連結したウェハの境界面において形成される「気泡」
また「泡沫」であり、これは、結合特性に有害である。
本発明者らによれば、この障害に関し新規で簡単な方法
を開発した。本発明は、連結境界面における界面泡沫の
排除に使用でき、クリーン・ルーム内での実施に制限さ
れることはない。
を開発した。本発明は、連結境界面における界面泡沫の
排除に使用でき、クリーン・ルーム内での実施に制限さ
れることはない。
界面の泡沫は、ダストや他の粒子やウェハの不充分な平
面特性などによって生じうる。後者の場合は、適切なウ
ェハ仕様により排除できるが、粒子が完全に存在しない
ウェハ表面を、結合工程前に実現することは困難である
。本発明者らによれば、クラス１のクリーン・ルームで
連結したウェハでも、はとんど全てのウェハが１μ■以
下の粒径の内封粒子により１またはそれ以上の泡沫を含
むことが、判明した。泡沫の完全な除去は、動力装置の
結合ウェハからの製造には必須ではないが、Ｓｏｌの用
途には必要であり、また全ての用途で望ましいことであ
る。完全に泡沫が存在しない１組のウェハを製造するた
め、より複雑な技術として、ウェハ結合後の高圧とアニ
ール技術に依存しているが、本発明者らによれば、当該
分野におけるある種の文献からの情報とは反対に、ウェ
ハ対をｌ０００℃以上にアニーリングしても泡沫の消失
は見られなかった。これに代えて、本発明者らによれば
、室温での結合工程の間に導入された実質的に全ての泡
沫が、アニール工程で残存することが、判明した。
面特性などによって生じうる。後者の場合は、適切なウ
ェハ仕様により排除できるが、粒子が完全に存在しない
ウェハ表面を、結合工程前に実現することは困難である
。本発明者らによれば、クラス１のクリーン・ルームで
連結したウェハでも、はとんど全てのウェハが１μ■以
下の粒径の内封粒子により１またはそれ以上の泡沫を含
むことが、判明した。泡沫の完全な除去は、動力装置の
結合ウェハからの製造には必須ではないが、Ｓｏｌの用
途には必要であり、また全ての用途で望ましいことであ
る。完全に泡沫が存在しない１組のウェハを製造するた
め、より複雑な技術として、ウェハ結合後の高圧とアニ
ール技術に依存しているが、本発明者らによれば、当該
分野におけるある種の文献からの情報とは反対に、ウェ
ハ対をｌ０００℃以上にアニーリングしても泡沫の消失
は見られなかった。これに代えて、本発明者らによれば
、室温での結合工程の間に導入された実質的に全ての泡
沫が、アニール工程で残存することが、判明した。
（発明の開示）
本発明によれば、シリコンウェハ相互の結合またはシリ
コンウェハと石英ウェハの結合のための新規で泡沫非存
在の方法を提供するもので乾燥し、第１の各結合ウェハ
は、鏡面磨き表面の鏡面磨き表面を有する。当該方法は
、結合されるウェハを、緊密に間隔をあけて平行関係で
定位させ（これらウェハは、各々、他のウェハの鏡面磨
き表面と対向する当該表面を有する）、クレンジング溶
液をウェハの対向鏡面磨き表面に導入し、当該クレンジ
ングの溶液をウェハの当該表面からフラッシングし、ウ
ェハの当該表面を乾燥させ、ウェハを相互に移動させて
ウェハの当該対向表面を相互に接触させ、これによりこ
れらの間を結合させることからなる。驚くべきことに、
本発明の方法は、クリーン・ルーム内で実施できるが、
クリーン・ルームの環境外でも、泡沫非含有ウェハの結
合を実施することができる。
コンウェハと石英ウェハの結合のための新規で泡沫非存
在の方法を提供するもので乾燥し、第１の各結合ウェハ
は、鏡面磨き表面の鏡面磨き表面を有する。当該方法は
、結合されるウェハを、緊密に間隔をあけて平行関係で
定位させ（これらウェハは、各々、他のウェハの鏡面磨
き表面と対向する当該表面を有する）、クレンジング溶
液をウェハの対向鏡面磨き表面に導入し、当該クレンジ
ングの溶液をウェハの当該表面からフラッシングし、ウ
ェハの当該表面を乾燥させ、ウェハを相互に移動させて
ウェハの当該対向表面を相互に接触させ、これによりこ
れらの間を結合させることからなる。驚くべきことに、
本発明の方法は、クリーン・ルーム内で実施できるが、
クリーン・ルームの環境外でも、泡沫非含有ウェハの結
合を実施することができる。
本発明の目的は、シリコンウェハ相互またはシリコンウ
ェハとガラスウェハの泡沫非存在結合についての、新規
で改善された方法を提供することである。
ェハとガラスウェハの泡沫非存在結合についての、新規
で改善された方法を提供することである。
本発明の別の目的は、クリーン・ルーム環境での実施が
不要であるシリコンウェハ相互またはシリコンウェハと
ガラスウェハの新規な結合法を提供することである。
不要であるシリコンウェハ相互またはシリコンウェハと
ガラスウェハの新規な結合法を提供することである。
本発明の別の目的は、シリコンウェハの輸送および保存
のための新規で改善された方法を提供することである。
のための新規で改善された方法を提供することである。
上記した本発明の目的、他の目的は、添付の図面に関す
る以下の記載から、明らかにする。
る以下の記載から、明らかにする。
（図面の説明）
第１図は、本発明のウェハクレンジング工程の模式図で
、クレンジング溶液を、ウェハを有するラックを回転さ
せながら、！組みのウェハの対向鏡面磨き表面から水に
よりフラッシングする状態を示す。第２図は、本発明の
フラッシング工程の間における、ウェハ間のギャップで
のウェハ結合泡沫の数−水投入速度の関係を示すグラフ
（ウェハは、間隔５５０μ肩を有し、スピンドライヤー
速度２８００回転／分（「、ｐ劃、）で乾燥し、乾燥後
の最終のウェハ温度は４５℃である。）、第３図は、ス
ピンドライヤーによる１組みのウェハの乾燥時間および
結合ウェハの泡沫数をスピンドライヤー速度の関数とし
て示すグラフ（ウェハの間隔は５５０μ肩であって、乾
燥および加熱後の温度は２９のデーター地点に示した。
、クレンジング溶液を、ウェハを有するラックを回転さ
せながら、！組みのウェハの対向鏡面磨き表面から水に
よりフラッシングする状態を示す。第２図は、本発明の
フラッシング工程の間における、ウェハ間のギャップで
のウェハ結合泡沫の数−水投入速度の関係を示すグラフ
（ウェハは、間隔５５０μ肩を有し、スピンドライヤー
速度２８００回転／分（「、ｐ劃、）で乾燥し、乾燥後
の最終のウェハ温度は４５℃である。）、第３図は、ス
ピンドライヤーによる１組みのウェハの乾燥時間および
結合ウェハの泡沫数をスピンドライヤー速度の関数とし
て示すグラフ（ウェハの間隔は５５０μ肩であって、乾
燥および加熱後の温度は２９のデーター地点に示した。
）、第４図は、従来からのウェハ配置による輸送および
貯蔵用の容器を示す断面図、第５図は、本発明による１
組みのの結合ウェハを収納する輸送および貯蔵用の容器
を示す断面図、第６図は、本発明に従いブロック形態（
接触状態）で配置した１組みの結合ウェハを収納する輸
送および貯蔵用の容器を示す断面図である。
貯蔵用の容器を示す断面図、第５図は、本発明による１
組みのの結合ウェハを収納する輸送および貯蔵用の容器
を示す断面図、第６図は、本発明に従いブロック形態（
接触状態）で配置した１組みの結合ウェハを収納する輸
送および貯蔵用の容器を示す断面図である。
（具体例の説明）
第１図〜第３図に関し、本発明の好ましい具体例では、
１組みのウェハは、結合前に、以下の方法で処理した：
２９の鏡面磨き４インチウェハ（プライム・ブレイド、
厚さ３５０〜５５０μＩｔ）を、２９の鏡面磨き表面を
相互に対向させながら、テフロンラックまたは他の適当
な構造体中に、各々の頂部に水平に積重ねた。親水性ク
レンジングおよびフラッシングの間は、ウェハ相互の接
触を避けるべく、２９のウェハを、ウェハのエツジに導
入される約５５０μｌ厚のテフロン（または他の不活性
材料）により、分離する（ただし、真空チャックなども
ウェハの分離に使用することができる）。スペーサーは
、ウェハを約１０−１０〜１０００μｍの間隔に維持す
べきである。次いで、ウェハを収容するラックを約５０
０ｉｕ）親水性槽（Ｈ８０約３００１１２． ＨｔＯｔ
約５０ｘＱおよびＮＨ，ＯＨ約２００ｉ１））中に、温
度的５０〜６０℃にて約２〜５分間浸漬した。次いで、
ウェハ間のギャップを完全にろ過した水の流れにより約
５分間フラッシングした（第１図参照）。本発明の方法
の実際の商業的適用では、脱イオン水をウェハ表面のフ
ラッシュに使用すべきである。本発明者らによれば、第
２図に示すように、水流の速度（ｖ）が、結合工程後に
１対の連結ウェハの間に生じる泡沫の数に対し、影響を
与えることが、判明した。好ましくは、ウェハを水流に
対し回転させるかまたは水流をウェハに対し回転させる
。
１組みのウェハは、結合前に、以下の方法で処理した：
２９の鏡面磨き４インチウェハ（プライム・ブレイド、
厚さ３５０〜５５０μＩｔ）を、２９の鏡面磨き表面を
相互に対向させながら、テフロンラックまたは他の適当
な構造体中に、各々の頂部に水平に積重ねた。親水性ク
レンジングおよびフラッシングの間は、ウェハ相互の接
触を避けるべく、２９のウェハを、ウェハのエツジに導
入される約５５０μｌ厚のテフロン（または他の不活性
材料）により、分離する（ただし、真空チャックなども
ウェハの分離に使用することができる）。スペーサーは
、ウェハを約１０−１０〜１０００μｍの間隔に維持す
べきである。次いで、ウェハを収容するラックを約５０
０ｉｕ）親水性槽（Ｈ８０約３００１１２． ＨｔＯｔ
約５０ｘＱおよびＮＨ，ＯＨ約２００ｉ１））中に、温
度的５０〜６０℃にて約２〜５分間浸漬した。次いで、
ウェハ間のギャップを完全にろ過した水の流れにより約
５分間フラッシングした（第１図参照）。本発明の方法
の実際の商業的適用では、脱イオン水をウェハ表面のフ
ラッシュに使用すべきである。本発明者らによれば、第
２図に示すように、水流の速度（ｖ）が、結合工程後に
１対の連結ウェハの間に生じる泡沫の数に対し、影響を
与えることが、判明した。好ましくは、ウェハを水流に
対し回転させるかまたは水流をウェハに対し回転させる
。
当業者によく知られているように、ウェハは、その輸送
前にウェハ製造者により親水性浴などで処理される。か
かるウェハを結合するには、積重ねウェハからなるラッ
クを前記した水フラッシング工程にのみ、付すべきよう
である。なぜなら、親水性浴は、鏡面磨きウェハ表面を
完全にクレンジングするのに、不要だからである。
前にウェハ製造者により親水性浴などで処理される。か
かるウェハを結合するには、積重ねウェハからなるラッ
クを前記した水フラッシング工程にのみ、付すべきよう
である。なぜなら、親水性浴は、鏡面磨きウェハ表面を
完全にクレンジングするのに、不要だからである。
ウェハを水でフラッシングした後、ラックをスピンドラ
イヤーの中心に水平に集め、プラスチックキャップで覆
い、これにより水をラックエツジのスリットを介して排
出させる。代表的なスピン乾燥の回転速度は、約３００
Ｏｒ、ｐ、組であることが判った。スピンドライヤーの
１分当りの回転速度およびウェハ温度により、乾燥時間
は、分の範囲で変化する。また、回転中にウェハを赤外
ランプで約４５℃以上に加熱すると、乾燥時間をファク
ター４またはそれ以上に、減少できることが、判った。
イヤーの中心に水平に集め、プラスチックキャップで覆
い、これにより水をラックエツジのスリットを介して排
出させる。代表的なスピン乾燥の回転速度は、約３００
Ｏｒ、ｐ、組であることが判った。スピンドライヤーの
１分当りの回転速度およびウェハ温度により、乾燥時間
は、分の範囲で変化する。また、回転中にウェハを赤外
ランプで約４５℃以上に加熱すると、乾燥時間をファク
ター４またはそれ以上に、減少できることが、判った。
第３図は、ウェハの乾燥時間−スピンドライヤー速度の
関係を示すグラフである。注目すべきは、高速のスピン
ドライヤー速度でのウェハの最終温度は、加熱時間が短
時間であるため、わずかに低くなる。乾燥後、テフロン
スペーサーを半径方向に引き抜き、２９のウェハ間の結
合を、この鏡面磨き表面の間の数点で接触させたのちに
、生じさせる。結合過程は、１つの地点においてウェハ
を相互に押し付けることで達成され、この地点からウェ
ハの結合接触が波状的に進行して完了する。
関係を示すグラフである。注目すべきは、高速のスピン
ドライヤー速度でのウェハの最終温度は、加熱時間が短
時間であるため、わずかに低くなる。乾燥後、テフロン
スペーサーを半径方向に引き抜き、２９のウェハ間の結
合を、この鏡面磨き表面の間の数点で接触させたのちに
、生じさせる。結合過程は、１つの地点においてウェハ
を相互に押し付けることで達成され、この地点からウェ
ハの結合接触が波状的に進行して完了する。
結合後、ウェハは、赤外ビューアにより、０，８〜１．
２μ度の赤外照射域に感受性のＳ１カソードを用い調べ
ることができる。強力な赤外光源前方のシリコンウェハ
を調べると、ｔｎ干渉画像とじて約ｌμｌの分解能の結
合界面を得ることができた。
２μ度の赤外照射域に感受性のＳ１カソードを用い調べ
ることができる。強力な赤外光源前方のシリコンウェハ
を調べると、ｔｎ干渉画像とじて約ｌμｌの分解能の結
合界面を得ることができた。
この観察法を用い、実験し、第３図に示したデータを得
た。第３図は、観察した泡沫の数および乾燥時間をスピ
ンドライヤー速度の関数として示す。
た。第３図は、観察した泡沫の数および乾燥時間をスピ
ンドライヤー速度の関数として示す。
第２図および第３図かられかるように、水投入速度およ
びスピンドライヤー速度を充分に高くすれば、泡沫非存
在の結合を達成することができる。
びスピンドライヤー速度を充分に高くすれば、泡沫非存
在の結合を達成することができる。
第２図および第３図では、０〜ｌ泡沫の誤差バーを用い
た。なぜなら、少数の結合ウェハは、テフロンスペーサ
ーが最初から位置した域の近くに１つの泡沫を有しうる
からである。
た。なぜなら、少数の結合ウェハは、テフロンスペーサ
ーが最初から位置した域の近くに１つの泡沫を有しうる
からである。
本発明は、クリーン・ルームの外部でも実施可能な泡沫
非含有のウェハの結合法を提供する。これによれば、大
学の実験室などにおいて、ウェハ結合の有望な可能性に
ついて、適当なりリーン・ルーム設備使用の際にしばし
ば併なう経費などの弊害やタイム・ラグなどにより制限
されることなく、実験することができる。また、これは
、粒子密度について制限が少ないクリーン・ルームを通
常使用するウェハ製造会社などが、ウェハ結合を有利に
使用できることを意味する。
非含有のウェハの結合法を提供する。これによれば、大
学の実験室などにおいて、ウェハ結合の有望な可能性に
ついて、適当なりリーン・ルーム設備使用の際にしばし
ば併なう経費などの弊害やタイム・ラグなどにより制限
されることなく、実験することができる。また、これは
、粒子密度について制限が少ないクリーン・ルームを通
常使用するウェハ製造会社などが、ウェハ結合を有利に
使用できることを意味する。
また、本発明は、本発明により結合したウェハの輸送お
よび貯蔵の改善された方法を提供する。
よび貯蔵の改善された方法を提供する。
さらに詳しくは、はとんどの半導体ウェハ（例えば、シ
リコン、ヒ化ガリウム、リン化インジウムなど）は、１
つの鏡面磨き表面を備え、その上で装置が製作される。
リコン、ヒ化ガリウム、リン化インジウムなど）は、１
つの鏡面磨き表面を備え、その上で装置が製作される。
輸送前に、ウェハは、最終のクレンジング（または表面
のコンディショニング）工程に付されるが、この工程は
、汚物や粒子を除去し、後の工程において大気中から粒
子を捨い上げる傾向をより少なくする。次いで、ウェハ
を、可能な限り不活性な特別なウェハ容器に入れ、これ
によりガス流出によるウェハ表面の汚染を最小にしてい
る。各ウェハは、他のウェハと接触しないように分離し
て保存し、鏡面磨き表面がウェハ容器と、可能な限り小
さい面積で接触するのみである（第４図の先行技術参照
）。これらの配慮にも拘わらず、ウェハは、表面特性の
変化およびウェハ容器での粒子の吸収を生じることなく
、数年間も容易には保存することが不可能である。した
がって、通常、集積回路の製造者は、ウェハの入手後２
．３週間〜数カ月の間にウェハを使用せねばならない。
のコンディショニング）工程に付されるが、この工程は
、汚物や粒子を除去し、後の工程において大気中から粒
子を捨い上げる傾向をより少なくする。次いで、ウェハ
を、可能な限り不活性な特別なウェハ容器に入れ、これ
によりガス流出によるウェハ表面の汚染を最小にしてい
る。各ウェハは、他のウェハと接触しないように分離し
て保存し、鏡面磨き表面がウェハ容器と、可能な限り小
さい面積で接触するのみである（第４図の先行技術参照
）。これらの配慮にも拘わらず、ウェハは、表面特性の
変化およびウェハ容器での粒子の吸収を生じることなく
、数年間も容易には保存することが不可能である。した
がって、通常、集積回路の製造者は、ウェハの入手後２
．３週間〜数カ月の間にウェハを使用せねばならない。
か（して、本発明は、ウェハの貯蔵の間での粒子汚染お
よび表面劣化を遅延化させる方法を提供する。
よび表面劣化を遅延化させる方法を提供する。
本発明によれば、上記した輸送および貯蔵の問題を回避
すべく、半導体ウェハを、それらの鏡面磨き側面を相互
に対向させながら、室温で相互に緊密に結合させる。結
合は、非−クリーン・ルーム環境において、粒子による
結合界面でのいずれの泡沫または気孔をも生じさること
なく、本明細書開示の新規な結合法の使用により行うこ
とができる。２９のウェハ間の結合は、結合ウェハの容
易な取り扱いが可能なほどに充分に強力なものであるが
、力（例えば、真空ツィーザー）をウェハ表面のぶち近
くの周辺部に適用した場合Ｉこ当該ウェハの容易な分離
が可能なほどに充分に弱いものとする。
すべく、半導体ウェハを、それらの鏡面磨き側面を相互
に対向させながら、室温で相互に緊密に結合させる。結
合は、非−クリーン・ルーム環境において、粒子による
結合界面でのいずれの泡沫または気孔をも生じさること
なく、本明細書開示の新規な結合法の使用により行うこ
とができる。２９のウェハ間の結合は、結合ウェハの容
易な取り扱いが可能なほどに充分に強力なものであるが
、力（例えば、真空ツィーザー）をウェハ表面のぶち近
くの周辺部に適用した場合Ｉこ当該ウェハの容易な分離
が可能なほどに充分に弱いものとする。
ウェハ製造者は、最終のクレンジングののちに、１対の
ウェハを結合することができる。■−■化合物ウェハの
場合、ｍ−ｖ化合物ウェハは、シリコン保護ウェハに結
合することができる（超過費用は約２％のみである）。
ウェハを結合することができる。■−■化合物ウェハの
場合、ｍ−ｖ化合物ウェハは、シリコン保護ウェハに結
合することができる（超過費用は約２％のみである）。
赤外検査により結合ウェハを調べると、ウェハ間に存在
する粒子は全くないことを確認した（これは、ＩＲ干渉
画像において非常に大きな倍率で拡大すれば、泡沫とし
て示されうる）。次いで、結合ウェハを間隔を開けた対
としてウェハ容器中に充填する（第５図参照）。
する粒子は全くないことを確認した（これは、ＩＲ干渉
画像において非常に大きな倍率で拡大すれば、泡沫とし
て示されうる）。次いで、結合ウェハを間隔を開けた対
としてウェハ容器中に充填する（第５図参照）。
鏡面磨き表面を保護しているので、１対のウェハは、容
器内において直接接触させながら、「ブロック」状（第
６図参照）に積重ねることができ、これにより空間を節
約することができる。
器内において直接接触させながら、「ブロック」状（第
６図参照）に積重ねることができ、これにより空間を節
約することができる。
したがって、ウェハの保存および輸送は、第４図に示す
ような従来からの個々に間隔を開けたウェハ形態ではな
く、ｌ対の結合ウェハの形態で行なう。鏡面磨きウェハ
表面を、粒子や他の環境的流出物（例えば、ウェハ容器
からのもの）に対し保護しているので、可能な製品寿命
は、著しく長い。
ような従来からの個々に間隔を開けたウェハ形態ではな
く、ｌ対の結合ウェハの形態で行なう。鏡面磨きウェハ
表面を、粒子や他の環境的流出物（例えば、ウェハ容器
からのもの）に対し保護しているので、可能な製品寿命
は、著しく長い。
最終の使用者がウェハを使用の場合にのみ、ウェハは、
実際の処理工程前に、例えば集積回路製造各により分離
することができる。本発明による１対の結合ウェハの輸
送および貯蔵によれば、最終使用者は、ウェハ製造者か
ら供給されたウェハが粒子や汚染物を含んでいるか否か
を決定するのに、赤外ビューアにより容易に調べること
ができる。
実際の処理工程前に、例えば集積回路製造各により分離
することができる。本発明による１対の結合ウェハの輸
送および貯蔵によれば、最終使用者は、ウェハ製造者か
ら供給されたウェハが粒子や汚染物を含んでいるか否か
を決定するのに、赤外ビューアにより容易に調べること
ができる。
エピタキシャル層半導体ウェハの場合、当該ウェハ結合
では、最終使用者がある種のエピタキシャル欠陥（例え
ば、ヒロックス）を調べることができ、この欠陥は、結
合ウェハ対の赤外検査により現すことができる。
では、最終使用者がある種のエピタキシャル欠陥（例え
ば、ヒロックス）を調べることができ、この欠陥は、結
合ウェハ対の赤外検査により現すことができる。
本発明は、本発明の範囲を逸脱しない限り、種々の変形
をなすことができる。以上の説明は、単に説明のために
なされたもので、請求の範囲に記載の発明を制限するも
のではない。
をなすことができる。以上の説明は、単に説明のために
なされたもので、請求の範囲に記載の発明を制限するも
のではない。
第１図は、本発明のウェハクレンジング工程の模式図で
、クレンジング溶液を、ウェハを有するラックを回転さ
けながら、■組みのウェハの対向鏡面磨き表面から水に
よりフラッシングする状態を示す。第２図は、本発明の
フラッシング工程の間における、ウェハ間のギャップで
のウェハ結合泡沫の数−水投入速度の関係を示すグラフ
（ウェハは、間隔５５０μ麓を有し、スピンドライヤー
速度２８００回転／分（ｒ、ｐ、＋ｎ、）で乾燥し、乾
燥後の最終のウェハ温度は４５℃である。）、第３図は
、スピンドライヤーによる１組みのウェハの乾燥時間お
よび結合ウェハの泡沫数をスピンドライヤー速度の関数
として示すグラフ（ウェハの間隔は５５０μ肩であって
、乾燥および加熱後の温度は２９のデーター地点に示し
た。）、第４図は、従来からのウェハ配置による輸送お
よび貯蔵用の容器を示す断面図、第５図は、本発明によ
る１組みのの結合ウェハを収納する輸送および貯蔵用の
容器を示す断面図、第６図は、本発明に従いブロック形
態（接触状態）で配置した１組みの結合ウェハを収納す
る輸送および貯蔵用の容器を示す断面図である。 図面の浄書（内容に変更なし） 第２図 第１図 水流 第３図 スピンドライヤー速度 （Ｘ１００ ＲＰＭ） 第５図 第６図 第４図 錆ｊ１虚き表面 先行技術 容器 手続補正書（方式） １、事件の表示 平成 ２年 特許願 第２５４０５６号 ２、発明の名称 シリコンウェハの結合法 ３、補正をする者 事件との関係
、クレンジング溶液を、ウェハを有するラックを回転さ
けながら、■組みのウェハの対向鏡面磨き表面から水に
よりフラッシングする状態を示す。第２図は、本発明の
フラッシング工程の間における、ウェハ間のギャップで
のウェハ結合泡沫の数−水投入速度の関係を示すグラフ
（ウェハは、間隔５５０μ麓を有し、スピンドライヤー
速度２８００回転／分（ｒ、ｐ、＋ｎ、）で乾燥し、乾
燥後の最終のウェハ温度は４５℃である。）、第３図は
、スピンドライヤーによる１組みのウェハの乾燥時間お
よび結合ウェハの泡沫数をスピンドライヤー速度の関数
として示すグラフ（ウェハの間隔は５５０μ肩であって
、乾燥および加熱後の温度は２９のデーター地点に示し
た。）、第４図は、従来からのウェハ配置による輸送お
よび貯蔵用の容器を示す断面図、第５図は、本発明によ
る１組みのの結合ウェハを収納する輸送および貯蔵用の
容器を示す断面図、第６図は、本発明に従いブロック形
態（接触状態）で配置した１組みの結合ウェハを収納す
る輸送および貯蔵用の容器を示す断面図である。 図面の浄書（内容に変更なし） 第２図 第１図 水流 第３図 スピンドライヤー速度 （Ｘ１００ ＲＰＭ） 第５図 第６図 第４図 錆ｊ１虚き表面 先行技術 容器 手続補正書（方式） １、事件の表示 平成 ２年 特許願 第２５４０５６号 ２、発明の名称 シリコンウェハの結合法 ３、補正をする者 事件との関係
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、少なくとも２つのウェハを結合させ、結合したウェ
ハをウェハ容器内に貯蔵するにあたり、かかる少なくと
も２つのウェハが、シリコンからなる少なくとも１つの
第１ウェハと、シリコンまたはガラスのいずれかからな
る少なくとも１つの第２ウェハからなること、および これらウェハの各々が、少なくとも１つの鏡面磨き表面
を備えること、並びに 第１および第２ウェハを、当該ウェハの各々が他方のウ
ェハの鏡面磨き表面と対向する鏡面磨き表面を有するよ
うに、相互に緊密に間隔を開けて平行関係で配置させ、 クレンジング溶液を、第１および第２ウェハの対向鏡面
磨き表面に導入し、 クレンジング溶液を、第１および第２ウェハの鏡面磨き
表面からフラッシングし、 第１および第２ウェハの鏡面磨き表面を乾燥し、第１ウ
ェハおよび第２ウェハの少なくとも１つを、これらウェ
ハの対向鏡面磨き表面の間での接触が生じて一体となる
ように、移動させ、 得られた複数の第１および第２結合ウェハを、ウェハ輸
送および貯蔵用の容器内に収納することを特徴とする方
法。 ２、複数の第１および第２結合ウェハを、容器内で間隔
を開けて収納する請求項１記載の方法。 ３、複数の第１および第２結合ウェハを、容器内で接触
させて収納する請求項１記載の方法。 ４、第１ウェハがシリコンウェハであって、第２ウェハ
がシリコンウェハである請求項１記載の方法。 ５、第１ウェハがシリコンウェハであって、第２ウェハ
がガラスウェハである請求項１記載の方法。 ６、ガラスウェハが石英ウェハである請求項５記載の方
法。 ７、第１および第２ウェハを、当該ウェハの周辺近くに
位置した不活性スペーサー・エレメントにより、上記し
た間隔を開けた状態に保持する請求項１記載の方法。 ８、スペーサー・エレメントにより保持されるウェハ間
の距離が、約１０〜１０００μｍである請求項７記載の
方法。 ９、クレンジング容液が、Ｈ＿２Ｏ約５５容量％、Ｈ＿
２Ｏ＿２約９容量％およびＮＨ＿４ＯＨ約３６容量％を
含有する、温度約５０〜６０℃の親水性浴である請求項
１記載の方法。 １０、ウェハを、親水性浴中に約２〜５分間浸漬する請
求項９記載の方法。 １１、ウェハを、ろ過した水の流れでフラッシングする
請求項１記載の方法。 １２、ウェハを、脱イオン水でフラッシングする請求項
１記載の方法。 １３、ウェハを、回転乾燥により乾燥する請求項１記載
の方法。 １４、ウェハを、赤外ランプで温度約４５℃またはそれ
以上に、回転乾燥工程の間に加熱する請求項１３記載の
方法。 １５、少なくとも２つのウェハを結合させ、結合したウ
ェハをウェハ容器内に貯蔵するにあたり、かかる少なく
とも２つのウェハが、シリコンからなる少なくとも１つ
の第１ウェハと、シリコンまたはガラスのいずれかから
なる少なくとも１つの第２ウェハからなること、および これらウェハの各々が、少なくとも１つの鏡面磨き表面
を備えること、並びに 第１および第２ウェハを、当該ウェハの各々が他方のウ
ェハの鏡面磨き表面と対向する鏡面磨き表面を有するよ
うに、当該ウェハ周辺に隣接するスペーサー・エレメン
トにより、相互に緊密に間隔を開けて平行関係で配置さ
せ、 親水性クレンジング溶液を、第１および第２ウェハの対
向鏡面磨き表面に導入し、 上記クレンジング溶液を、第１および第２ウェハの鏡面
磨き表面から脱イオン水でフラッシングし、 第１および第２ウェハの鏡面磨き表面を回転乾燥により
乾燥し、 スペーサー・エレメントを、第１および第２ウェハの周
辺との接触からはずし、第１ウェハおよび第２ウェハの
少なくとも１つを、これらウェハの対向鏡面磨き表面の
間での接触が生じて一体となるように、移動させ、 得られた複数の第１および第２結合ウェハを、ウェハ輸
送および貯蔵用の容器内に収納することを特徴とする方
法。 １６、複数の第１および第２結合ウェハを、容器内で間
隔を開けて収納する請求項１５記載の方法。 １７、複数の第１および第２結合ウェハを、容器内で接
触させて収納する請求項１５記載の方法。 １８、第１ウェハがシリコンウェハであって、第２ウェ
ハがシリコンウェハである請求項１５記載の方法。 １９、第１ウェハがシリコンウェハであって、第２ウェ
ハがガラスウェハである請求項１５記載の方法。 ２０、ガラスウェハが石英ウェハである請求項１９記載
の方法。 ２１、不活性スペーサー・エレメントにより保持される
ウェハ間の距離が、約１０〜１０００μｍである請求項
１５記載の方法。 ２２、親水性クレンジング溶液が、Ｈ＿２Ｏ約５５容量
％、Ｈ＿２Ｏ＿２約９容量％およびＮＨ＿４ＯＨ約３６
容量％を含有する、温度約５０〜６０℃の浴である請求
項１５記載の方法。 ２３、ウェハを、親水性浴中に約２〜５分間浸漬する請
求項２２記載の方法。 ２４、ウェハを、赤外ランプにより温度約４５℃または
それ以上に、回転乾燥工程の間に乾燥する請求項１５記
載の方法。 ２５、少なくとも２つのウェハを結合させ、結合したウ
ェハをウェハ容器内に貯蔵するにあたり、かかる少なく
とも２つのウェハが、少なくとも１つの第１半導体ウェ
ハと、半導体材料またはガラスのいずれかからなる少な
くとも１つの第２ウェハからなること、および これらウェハの各々が、少なくとも１つの鏡面磨き表面
を備えること、並びに 第１および第２ウェハを、当該ウェハの各々が他方のウ
ェハの鏡面磨き表面と対向する鏡面磨き表面を有するよ
うに、相互に緊密に間隔を開けて平行関係で配置させ、 第１および第２ウェハの対向鏡面磨き表面をクレンジン
グし、 第１および第２ウェハの鏡面磨き表面を乾燥し、第１ウ
ェハおよび第２ウェハの少なくとも１つを、これらウェ
ハの対向鏡面磨き表面の間での接触が生じて一体となる
ように、移動させ、 得られた複数の第１および第２結合ウェハを、ウェハ輸
送および貯蔵用の容器内に収納することを特徴とする方
法。 ２６、複数の第１および第２結合ウェハを、容器内で間
隔を開けて収納する請求項２５記載の方法。 ２７、複数の第１および第２結合ウェハを、容器内で接
触させて収納する請求項２５記載の方法。 ２８、第１ウェハがシリコンウェハであって、第２ウェ
ハがシリコンウェハである請求項２５記載の方法。 ２９、第１ウェハがシリコンウェハであって、第２ウェ
ハがガラスウェハである請求項２５記載の方法。 ３０、ガラスウェハが石英ウェハである請求項２９記載
の方法。 ３１、ウェハ相互間の距離が、約１０〜１０００μｍで
ある請求項２５記載の方法。 ３２、第１および第２ウェハの鏡面磨き表面を、ウェハ
製造者により親水化処理に付し、クレンジング工程が、
第１および第２ウェハを水でフラッシングすることから
なる請求項２５記載の方法。 ３３、クレンジング工程が、クレンジング溶液を第１お
よび第２ウェハの対向鏡面磨き表面に導入し次いで当該
クレンジング溶液を第１および第２ウェハの当該鏡面磨
き表面からフラッシングすることからなる請求項２５記
載の方法。 ３４、クレンジング溶液が、Ｈ＿２Ｏ約５５容量％、Ｈ
＿２Ｏ＿２約９容量％およびＮＨ＿４ＯＨ約３６容量％
を含有する、温度約５０〜６０℃の親水性浴である請求
項３３記載の方法。 ３５、ウェハを、親水性浴中に約２〜５分間浸漬する請
求項３４記載の方法。 ３６、ウェハを、脱イオン水でフラッシングする請求項
３３記載の方法。 ３７、ウェハを、回転乾燥により乾燥する請求項２５記
載の方法。 ３８、ウェハを、赤外ランプで温度約４５℃またはそれ
以上に、回転乾燥工程の間に加熱する請求項３７記載の
方法。 ３９、第１ウェハおよび第２ウェハの両方を、これらウ
ェハの対向鏡面磨き表面の間での接触が生じて一体とな
るように、移動させる請求項１〜３８の１つに記載の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/411,865 US4962879A (en) | 1988-12-19 | 1989-09-25 | Method for bubble-free bonding of silicon wafers |
| US411,865 | 1989-09-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03196610A true JPH03196610A (ja) | 1991-08-28 |
| JPH0712010B2 JPH0712010B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=23630618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2254056A Expired - Lifetime JPH0712010B2 (ja) | 1989-09-25 | 1990-09-21 | シリコンウェハの結合法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4962879A (ja) |
| EP (1) | EP0420555A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0712010B2 (ja) |
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