JPH10242091A - 貼り合わせ基板の作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 貼り合わせ基板の外周部を研削後、エッチン
グによりウエーハ外周部の未結合部を完全に除去した後
の形状が、バスケットのウエーハ支え部を削ってしまっ
たり、あるいは引っかかってしまうようなことのないよ
うにする。 【解決手段】 貼り合わせ基板の作製方法において、デ
バイス作製側基板の外周部を所定厚まで除去する研削を
二段階で行い、そのうちの一段階は、外周部の未結合部
が存在する領域を埋め込み酸化膜及び支持側基板にダメ
ージを与えない範囲で薄く研削し、他の一段階は未結合
部が存在する領域よりさらに内側の領域であって、当該
貼り合わせウエーハの未結合部を完全に除去するエッチ
ング工程以降にウエーハを収容あるいは搬送するために
用いられるウエーハバスケットのウエーハ支え部に接触
しない領域までを、少なくともデバイス作製側基板表面
の酸化膜を除去するものであり、かつ前記未結合部が存
在する領域より厚くなるように研削することを特徴とす
る貼り合わせ基板の作製方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二枚の基板を貼り
合わせる貼り合わせ基板の作製方法、特には二枚のシリ
コン単結晶基板をシリコン酸化膜を介して貼り合わせて
作製する、いわゆる貼り合わせＳＯＩ（Silicon on Ins
ulator）基板の作製方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＳＯＩ基板の作製方法として、２枚のシ
リコン単結晶基板をシリコン酸化膜を介して貼り合わせ
る技術、例えば特公平５−４６０８６号公報に示される
ように、少なくとも一方の基板に酸化膜を形成し、接合
面に異物を介在させることなく相互に密着させた後、お
よそ２００〜１２００℃の温度で熱処理し結合強度を高
める方法が、従来より知られている。

【０００３】熱処理を行うことにより結合強度が高めら
れた貼り合わせ基板は、その後の研削及び研磨工程が可
能となるため、デバイス作製側基板を研削及び研磨によ
り所望の厚さに薄膜化することにより、素子形成を行う
ＳＯＩ層を形成することができる。

【０００４】しかし、こうして作製された貼り合わせ基
板の周辺約１〜３ｍｍには、未結合部分が存在すること
が知られており、この部分を除去するため、例えば特開
平３−８９５１９号、特開平４−２６３４２５号、特開
平３−２５０６１６号、特開昭６４−８９３４６号のよ
うな技術が開発されている。

【０００５】これらの方法は、未結合部の除去はできる
けれども、デバイス作製側基板（ボンドウエーハ）の外
周部を、支持基板となる他方の基板（ベースウエーハ）
に達するまで研削するものであるために、ベースウエー
ハの形状を変更するものであったり、ウエーハ周辺部を
除いてマスキングテープを粘着し、然る後にエッチング
して、ウエーハ周辺部の未結合部を除去するものである
ために、工程が複雑なものであったり、ボンドウエーハ
の周辺部全部をエッチングにより除去するものであるた
めに、時間がかかりコストが高い上に、生産性も低いも
のであったり、問題が多い。

【０００６】一方、このような問題点を解決するものと
して、特開平７−４５４８５号のような方法が提案され
ている。これは、二枚の半導体基板のうち、少なくとも
一方の半導体基板の表面に酸化膜を形成し、該酸化膜を
介して他方の半導体基板と密着させ、これに酸化性雰囲
気下で熱処理を加えて強固に結合させた後、未結合部を
除去するのに、ボンドウエーハの外周部をベースウエー
ハにダメージが達しない厚さまで研削して除去し、その
後エッチングにより該ボンドウエーハ外周部の未結合部
を完全に除去し、しかる後に該ボンドウエーハを研削・
研磨して、所望厚さまで薄膜化することによって貼り合
わせ基板を作製する方法である。

【０００７】この方法では、ベースウエーハの形状を変
更することもないし、マスキングテープ等を用いる必要
がなく、工程もそれほど複雑なものとはならない等の利
点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この方法で
はエッチングによりボンドウエーハ外周部の未結合部を
完全に除去する際に、ボンドウエーハの表面の酸化膜を
エッチング被膜として用いるが、このエッチングにより
酸化膜周縁部の下部にアンダーカットが生じ、エッチン
グ後この溶け残った表面酸化膜の周縁部が鋭利な形状と
なり、その後の研削・研磨等の工程に送るために、ウエ
ーハをバスケットに収容し、搬送する際に、この鋭利な
形状の酸化膜の周縁部で、バスケットのウエーハ支え部
を削ってしまったり、あるいはウエーハをロボットでハ
ンドリングする際に、鋭利な酸化膜がバスケットに引っ
かかってしまい、ロボットエラーあるいはハンドリング
ミスが生じるという問題がある。

【０００９】このようなことが起きると、工程上非常に
問題であるとともに、ロボットのハンドリングミスによ
り、ウエーハを落下させて破損させたり、傷をつけたり
してしまう。また、削り落ちたバスケットの屑がウエー
ハあるいは研削・研磨機等の周辺部材に付着し、特に研
削・研磨工程においてウエーハチャックとウエーハの背
面との間にこのような屑が付着すると、ウエーハは平坦
に保持されていないために、研削・研磨後その部分にヘ
コミを生じさせてしまい、ＳＯＩその他の貼り合わせ基
板として使い物にならないものとなってしまう。

【００１０】また、従来のようにボンドウエーハの外周
部を所定厚まで除去する研削を一段階で行うと、その後
のエッチングによりボンドウエーハ外周部の未結合部を
除去する際に、溶け残りを防止し未結合部を完全に除去
するために多少オーバーエッチングをしなければならな
いが、このような方法であると実際にいつ完全にエッチ
ング除去されたかが不明であり、オーバーエッチング量
を多めにせざるを得ず工程上無駄であるとともに、正確
なエッチング量およびエッチング速度がわからないため
に、エッチング液その他のエッチング工程管理上も問題
となる。

【００１１】そこで、本発明は上記問題点に鑑みなされ
たもので、貼り合わせ基板の未結合部を除去するため
に、外周部を研削後、エッチングによりボンドウエーハ
外周部の未結合部を完全に除去した後のボンドウエーハ
の外周形状が、バスケットのウエーハ支え部を削ってし
まったり、あるいはバスケットに引っかかってしまうよ
うなことのない貼り合わせ基板の作製方法を提供し、ロ
ボットエラーあるいはハンドリングミスといった機械的
トラブル、ヘコミやキズといった品質上の問題を解決す
ることを目的としている。

【００１２】また、本発明のもう一つの目的は、未結合
部を除去するためのエッチング工程におけるエッチング
量およびエッチング速度を正確に知り、過度のオーバー
エッチングをなくし工程の無駄をなくすとともに、エッ
チング工程の管理を容易にかつ正確に行えるようにする
ことを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明の請求項１に記載した発明は、二枚の半導体基板の
うち、少なくとも一方の半導体基板の表面に酸化膜を形
成し、該酸化膜を介して他方の半導体基板と密着させ、
これに酸化性雰囲気下で熱処理を加えて強固に結合させ
た後、デバイス作製側基板の外周部を所定厚まで研削し
て除去し、その後エッチングにより該デバイス作製側基
板外周部の未結合部を完全に除去し、しかる後に該デバ
イス作製側基板を研削・研磨して、所望厚さまで薄膜化
する貼り合わせ基板の作製方法において、前記デバイス
作製側基板の外周部を所定厚まで除去する研削を二段階
で行う、ことを特徴とする貼り合わせ基板の作製方法で
ある。

【００１４】このように、デバイス作製側基板の外周部
を所定厚まで除去する研削を二段階とすれば、その後の
エッチング工程において、未結合部が存在する領域が完
全に除去されても、もう一段シリコン層が存在するため
に、エッチング量およびエッチング速度を正確に知るこ
とができる。

【００１５】この場合、請求項２に記載したように、デ
バイス作製側基板の外周部を所定厚まで除去する研削を
二段階で行い、そのうちの一段階は、外周部の未結合部
が存在する領域を埋め込み酸化膜及び支持側基板にダメ
ージを与えない範囲で薄く研削し、他の一段階は未結合
部が存在する領域よりさらに内側の領域であって、当該
貼り合わせウエーハの未結合部を完全に除去するエッチ
ング工程以降にウエーハを収容あるいは搬送するために
用いられるウエーハバスケットのウエーハ支え部に接触
しない領域までを、少なくともデバイス作製側基板表面
の酸化膜を除去するものであり、かつ前記未結合部が存
在する領域より厚くなるように研削する、のが望まし
い。

【００１６】このような二段階のデバイス作製側基板外
周部の研削とすれば、エッチング量およびエッチング速
度を正確に知ることができるとともに、エッチング後溶
け残った表面酸化膜周縁部の鋭利形状部が、バスケット
のウエーハ支え部に接触しないために、この部分を削っ
て削り屑を生じたり、あるいはウエーハをロボットでハ
ンドリングする際に、バスケットに引っかかってしま
い、ロボットエラーあるいはハンドリングミスが生じる
というようなことがなくなる。

【００１７】また、本発明の請求項３に記載した発明
は、半導体基板と絶縁基板とを密着させ、これに酸化性
雰囲気下で熱処理を加えて強固に結合させた後、半導体
基板の外周部を所定厚まで研削して除去し、その後エッ
チングにより該半導体基板外周部の未結合部を完全に除
去し、しかる後に半導体基板を研削・研磨して、所望厚
さまで薄膜化する貼り合わせ基板の作製方法において、
前記半導体基板の外周部を所定厚まで除去する研削を二
段階で行う、ことを特徴とする貼り合わせ基板の作製方
法である。

【００１８】そして、この場合も請求項４のように、前
記半導体基板の外周部を所定厚まで除去する研削を二段
階で行い、そのうちの一段階は、外周部の未結合部が存
在する領域を絶縁基板にダメージを与えない範囲で薄く
研削し、他の一段階は未結合部が存在する領域よりさら
に内側の領域であって、当該貼り合わせウエーハの未結
合部を完全に除去するエッチング工程以降にウエーハを
収容あるいは搬送するために用いられるウエーハバスケ
ットのウエーハ支え部に接触しない領域までを、少なく
とも半導体基板表面の酸化膜を除去するものであり、か
つ前記未結合部が存在する領域より厚くなるように研削
するのが望ましい。

【００１９】このように、本発明は、二枚の半導体基板
を貼り合わせる場合に限らず、半導体基板と絶縁基板を
貼り合わせて、貼り合わせ基板を作製する場合におい
て、半導体基板の外周部の未結合部を除去する研削にお
いても有効である。

【００２０】そして、本発明では、請求項５に記載した
ように、半導体基板の外周部を所定厚まで研削して除去
するのに、砥石を基板の外周方向から中心方向に向けて
相対的に移動させるようにして研削するのが望ましい。

【００２１】これは、ボンドウエーハの外周部を所定厚
まで研削して除去するのに、砥石を基板の外周方向から
中心方向に向けて相対的に移動させるようにして研削す
れば、ウエーハ厚さ方向のダメージが少なく、ベースウ
エーハにダメージを与えることなくボンドウエーハを薄
く研削することができるからである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を、二
枚の半導体基板を貼り合わせる場合につき、図面を参照
して説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。ここで、図１は本発明にかかる貼り合わせ基板の
作製工程の概略を示す説明図である。図２は、本発明に
かかる二段研削を行った場合のウエーハの外周部断面形
状を示した部分拡大図で、（Ａ）は研削後、（Ｂ）は、
エッチング後の形状である。図３は、従来の研削を行っ
た場合のウエーハの外周部断面形状を示した部分拡大図
で、（Ａ）は研削後、（Ｂ）は、エッチング後の形状で
ある。

【００２３】図１においてまず、貼り合わせによりＳＯ
Ｉ基板を作製するための原料ウェーハ（単結晶シリコン
鏡面ウエーハ：例えばチョクラルスキー法で作製した直
径５インチ、方位＜１００＞のもの）であるボンドウェ
ーハ２及びベースウェーハ３を用意する（図１
（ａ））。そして、用意されたシリコン単結晶基板のう
ち、ボンドウェーハ２に熱処理を施し、ボンドウエーハ
表面に酸化膜４を形成する（図１（ｂ））。

【００２４】次に、この酸化膜を形成したボンドウエー
ハ２とベースウエーハ３を清浄な雰囲気下で密着させる
（図１（ｃ））。これに酸化性雰囲気下で熱処理を加え
て、ボンドウエーハ２とベースウエーハ３を強固に結合
させ、貼り合わせ基板１とする。熱処理条件としては、
例えば、酸素または水蒸気を含む雰囲気下、２００℃〜
１２００℃の温度で行えば良い（図１（ｄ））。この
時、ボンドウエーハ２とベースウエーハ３が強固に結合
されるとともに、貼り合わせ基板１の外表面全体にも、
後工程でエッチング被膜となる酸化膜５が形成される。

【００２５】こうして結合された貼り合わせ基板１の外
周部約２ｍｍには、ボンドウエーハ２とベースウエーハ
３の未結合部が存在している。このような未結合部は、
デバイスを作製するＳＯＩ層として用いることができな
い上に、後工程で剥れ落ちて、種々の問題を引き起こす
ため除去する必要がある。

【００２６】未結合部を除去するには、図１（ｅ）に示
すように、まず未結合部が存在するボンドウエーハ２の
外周部を所定厚ｔまで研削して除去する。研削によれ
ば、高速で除去することができるし、加工精度もよいか
らである。

【００２７】ところで、従来はこのような一段階の研削
を行い、その後ボンドウエーハ２の外周部をエッチング
することによって、未結合部を完全にエッチング除去す
るようにしていた。しかし、このような方法では、図３
（Ａ）、（Ｂ）に部分拡大図を示したように、エッチン
グによりボンドウエーハ外周部の未結合部を除去した後
に、エッチング被膜として用いられる表面酸化膜５の周
縁部ａが鋭利な形状となり、その後の研削・研磨等の工
程に送るために、ウエーハをバスケットに収容し、搬送
する際に、この鋭利な形状の酸化膜の周縁部ａで、バス
ケットのウエーハ支え部を削ってしまい、削り落ちたバ
スケットの屑がウエーハあるいは研削・研磨機等の周辺
部材に付着し、研削・研磨後にウエーハにヘコミを生じ
させてしまう原因となったり、あるいはウエーハをロボ
ットでハンドリングする際に、鋭利な酸化膜周縁部ａが
バスケットに引っかかってしまい、ロボットエラーある
いはハンドリングミスが生じるという問題が生じてしま
う。

【００２８】また、このような従来のボンドウエーハ外
周部の研削を一段階で行うと、その後のエッチングによ
りボンドウエーハ外周部の未結合部を除去する際に、溶
け残りを防止し未結合部を完全に除去するために多少オ
ーバーエッチングをしなければならないが、このような
方法であると実際にいつ完全にエッチング除去されたの
かが不明であり、オーバーエッチング量を多めにせざる
を得ず工程上無駄であるとともに、正確なエッチング量
およびエッチング速度がわからないために、エッチング
工程管理上も問題となる。

【００２９】そこで、本発明にあっては、図１（ｅ）、
（ｆ）に示すように、ボンドウエーハの外周部を所定厚
まで除去する研削を二段階で行うようにし、問題となる
ボンドウエーハの酸化膜周縁部ａが、バスケットのウエ
ーハ支え部と接触しないようにするとともに、未結合部
が存在する領域より厚い研削をすることによって、エッ
チング後にこの部分のシリコン層が溶け残るために、そ
の厚さからエッチング量およびエッチング速度が正確に
測定できるようにした（図２（Ａ）（Ｂ）参照）。

【００３０】そして、このような二段階研削は、いずれ
の段階を先に行ってもよく、その順序は研削機の仕様そ
の他の都合により決定すれば良いが、少なくともそのう
ちの一段階は、外周部の未結合部が存在する領域を埋め
込み酸化膜４及びベースウエーハ３にダメージを与えな
い範囲で薄く研削するものとし、他の一段階は未結合部
が存在する領域よりさらに内側の領域であって、当該貼
り合わせウエーハの未結合部を完全に除去するエッチン
グ工程以降にウエーハを収容あるいは搬送するために用
いられるウエーハバスケットのウエーハ支え部に接触し
ない領域までを、少なくともボンドウエーハ表面の酸化
膜を除去するものであり、かつ前記未結合部が存在する
領域より厚くなるように研削する。

【００３１】本発明にかかる二段研削のうち、少なくと
も一段階は、外周部の未結合部が存在する領域Ｗ₁ を埋
め込み酸化膜４及びベースウエーハ３にダメージを与え
ない範囲で薄く研削するものとするのは、従来の研削と
同様であり、未結合部を除去するために必要であるとと
もに、所定厚ｔをできるだけ薄くし、後工程であるエッ
チング工程での取りしろを減少させ、行程時間を短縮す
るためである。

【００３２】ところでこの場合、エッチングと異なりシ
リコンウエーハを機械的に研削すると、加工歪みが生じ
ることは良く知られており、あまり所定厚ｔを薄くする
と、埋め込み酸化膜４、あるいはベースウエーハ３に加
工歪みのようなダメージが到達してしまい、その後のエ
ッチングによりボンドウエーハ２の外周部の未結合部を
完全に除去する際に、ダメージを受けた埋め込み酸化膜
４を通ってエッチング液が、ベースウエーハ３の表面に
も達し、この部分（テラス部７）に傷や凹凸を発生さ
せ、その後のデバイス工程における歩留を低下させてし
まう。

【００３３】そこで、埋め込み酸化膜４、ベースウエー
ハ３にダメージを与えることなく、いかに薄くボンドウ
エーハ２の外周部を研削するかが問題となるが、これに
は、図４に示すように、ボンドウエーハ２の外周部を所
定厚ｔまで研削して除去するのに、砥石１０をボンドウ
エーハ２の外周方向から中心方向に向けて相対的に移動
させるようにして研削すればよい。

【００３４】このように外周部の研削をボンドウエーハ
２の外周方向から中心方向に向けて研削するようにすれ
ば、ダメージは砥石の進行方向である、ウエーハの中心
方向に入り、厚さ方向のダメージは少ないからである。
したがって、例えボンドウエーハ２の外周を、２０〜１
５０ミクロンといった厚さまで薄く研削しても、埋め込
み酸化膜４あるいはベースウエーハ３にダメージが入ら
ない。

【００３５】一方、本発明にかかる二段研削のうち、他
の一段階は、未結合部が存在する領域Ｗ₁ よりさらに内
側の領域であって、当該貼り合わせウエーハの未結合部
を完全に除去するエッチング工程以降にウエーハを収容
あるいは搬送するために用いられるウエーハバスケット
のウエーハ支え部に接触しない領域までを、少なくとも
ボンドウエーハ表面の酸化膜を除去するものであり、か
つ前記未結合部が存在する領域より厚くなるように研削
する。

【００３６】これは、未結合部が存在する領域よりさら
に内側の領域であって、ウエーハバスケットのウエーハ
支え部に接触しない領域までのボンドウエーハ表面の酸
化膜を除去すれば、その後のエッチング工程においてボ
ンドウエーハ表面の酸化膜周縁部が鋭利な形状となって
も、この部分がウエーハ支え部には接触しないために、
ウエーハ支え部が削れて屑を生じたり、引っかかったり
するようなことがなくなる。

【００３７】そして、この研削においては、前記未結合
部が存在する領域より厚くなるように研削する。これ
は、この部分には未結合部が存在するわけではなく、Ｓ
ＯＩ層として用いるために、エッチング工程で全部エッ
チング除去されないようにする都合上当然のことであ
る。したがって、最終的に求められるＳＯＩ層の厚さ
（例えば、数ミクロン程度）以上に厚くする必要があ
る。

【００３８】この場合、未結合部が存在する領域より１
０ミクロン以上厚ければ研削量をいくらとしても良い
が、少なくともボンドウエーハの表面酸化膜５を除去す
るものである必要がある。そうでないとエッチングされ
ないために、従来と同じ結果を招くからである。

【００３９】そして、このような未結合部が存在する領
域より厚い研削をすることによって、図２（Ｂ）に示す
ようにエッチング後にこの部分のシリコン層が溶け残る
ために、その厚さからエッチング量およびエッチング速
度を正確に知ることができ、エッチング液の温度、濃度
等を制御することによって、正確にエッチング工程の管
理をすることが可能となる。

【００４０】こうして、本発明にかかるボンドウエーハ
外周部の二段研削を行ったウエーハ図１（ｆ）の断面形
状の具体例としては、例えば図２（Ａ）に示したように
なる。この場合、二段研削されるボンドウエーハ２の外
周幅Ｗ₂ は、用いるウエーハバスケットのウエーハ支え
部の高さに従って、これよりエッチング後のボンドウエ
ーハ表面酸化膜の鋭利部ａが高くなるようにすれば良
く、例えばウエーハ支え部の高さが１０ｍｍであれば、
ボンドウエーハ表面の酸化膜の除去は、ウエーハ周縁１
１ｍｍに渡って行えば良い。

【００４１】外周部の二段研削が終了したなら、次に、
図１（ｇ）および図２（Ｂ）のように、エッチングによ
りボンドウエーハ２外周部の未結合部を完全に除去す
る。これは、酸化膜にくらべてシリコン単結晶のエッチ
ング速度が格段に大きいエッチング液に、貼り合わせ基
板１を浸漬することによって、簡単に行うことができ
る。すなわち、ボンドウエーハ２の外周部は、研削によ
ってシリコンが露出しているために、エッチング液によ
ってエッチングされるが、貼り合わせ基板１の他の部分
は、酸化膜５で覆われているためにエッチングされな
い。このようなエッチングとしては、ＫＯＨ，ＮａＯＨ
等によるいわゆるアルカリエッチングを挙げることがで
きる。

【００４２】そして、本発明では研削によりボンドウエ
ーハ２の外周部の未結合部が存在する領域の厚さは十分
に薄くされているため、短時間のエッチングで貼り合わ
せ基板１の外周部に存在する未結合部を完全に除去する
ことができるとともに、もう一段の表面酸化膜除去部
は、未結合部存在領域より厚くされているために、未結
合部が完全にエッチング除去されても、シリコン層が残
ることになる。

【００４３】こうして貼り合わせ基板１の未結合部をエ
ッチングにより除去した後の貼り合わせ基板１を、ウエ
ーハバスケット（例えば、ＦＬＵＯＲＯＷＡＲＥ社製直
径１２５ｍｍウエーハ用バスケット Ａ１８２−５０Ｍ
Ｕ）に収容した状態を示したのが図５である。図５に
は、比較のため通常鏡面シリコンウエーハ（Ａ）、結合
熱処理後の貼り合わせ基板（Ｂ）、従来の一段による外
周研削後エッチングした貼り合わせ基板（Ｃ）ととも
に、本発明にかかる二段研削後エッチングした貼り合わ
せ基板（Ｄ）を示した。

【００４４】図５で明らかなように、貼り合わせ基板を
ウエーハバスケットに収容した場合に、従来の未結合部
が存在する領域のみを研削しエッチングしたものは、鋭
利部ａが、ウエーハ支え部の高さより低い位置にあるた
め（ベースウエーハ外周端から鋭利部ａまでの幅が、ウ
エーハ支え部の高さより狭いため）、ウエーハを搬送等
する間に、鋭利部ａによってウエーハ支え部８が削られ
たり、鋭利部ａがウエーハ支え部に突き刺さり、引っか
かったりする（図５（Ｃ））。一方、本発明にかかる二
段研削後エッチングをしたものは、鋭利部ａがウエーハ
支え部８より高い位置となるため（ベースウエーハ外周
端から鋭利部ａまでの幅が、ウエーハ支え部の高さより
広いため）、ウエーハを搬送、ウエーハ支え部が鋭利部
によって削られたり、引っかかったりするようなことが
ない（図５（Ｄ））。

【００４５】こうして得られた貼り合わせ基板１を最後
に、図１（ｈ）に示すように、ボンドウエーハ２の表面
を通常の方法に従い研削・研磨して、所望厚さまで薄膜
化すれば、ＳＯＩ層６を有する貼り合わせ基板を作製す
ることができる。

【００４６】

【実施例】次に本発明の実施例および比較例をあげる。 （実施例、比較例）まず、直径１２５ｍｍ（５イン
チ）、厚さ６２５ミクロン、導電型ｐ型、抵抗率４〜６
Ω・cm の鏡面研磨されたＣＺ基板を４００枚用意し、２
００枚をボンドウェーハ用、２００枚をベースウェーハ
用に分類した。そして、これらのウェーハを図１の
（ａ）〜（ｄ）の工程にしたがい結合し、図１（ｄ）の
ような貼り合わせ基板を２００枚作製した。

【００４７】これらのうち１００枚については、実施例
として本発明にかかるボンドウエーハの外周部を二段研
削した。一段目の研削として、ボンドウエーハの外周部
の幅３ｍｍを、ボンドウエーハの厚さが１００ミクロン
となるまで研削し、二段目の研削としては、ボンドウエ
ーハの外周から１１ｍｍの幅までを、深さ５０ミクロン
研削によって除去した（ボンドウエーハ表面の酸化膜厚
は約２ミクロン）。一方、残りの１００枚については、
二段目の研削を行わなかったほかは、上記と同様にした
（比較例）。

【００４８】研削条件としては、＃８００のダイヤモン
ド砥石を用い、砥石の周速１６００ｍ／ｍｉｎ，ウエー
ハの周速３００ｍｍ／ｍｉｎで相互に逆回転させた。研
削速度は、０．６ｍｍ／ｍｉｎとし、研削方向は、ウエ
ーハの外周方向から、中心に向けて研削しベースウエー
ハおよび埋め込み酸化膜にダメージが入らないようにし
た。

【００４９】こうして、ボンドウエーハ外周部の研削が
終了した貼り合わせ基板２００枚を、シリコン単結晶約
１３０ミクロンがエッチングされる条件である、７０℃
で５０％ＮａＯＨ液に約３．５時間浸漬して、ウエーハ
外周部の未結合部を完全に除去した。

【００５０】その後、貼り合わせ基板を通常通り、前記
ＦＬＵＯＲＯＷＡＲＥ社製の直径５インチ用のウエーハ
バスケットに収容し、通常行われている研削・研磨を行
い、図１（ｈ）のごとき厚さ２ミクロンのＳＯＩ層を有
する、貼り合わせ基板を作製した。この時、貼り合わせ
基板のバスケットへの収容または取り出しは、ウエーハ
の背面を吸着する方式のウエーハハンドリングロボット
により行った。

【００５１】こうしてＳＯＩ基板２００枚を作製し、一
連の工程においてロボットのハンドリングミス等の機械
的トラブルが発生するか、またできたＳＯＩ基板のヘコ
ミ不良率を検査してみた。その結果、比較例の方法であ
る一段研削で作製した場合には、ウエーハを研削工程に
搬送後、ロボットによる取り出し時に２度ロボットエラ
ーが発生し、ヘコミ不良も２枚の貼り合わせ基板で検出
されたのに対し、本発明の方法である二段研削で作製し
た実施例の場合には、ロボットのトラブル、ヘコミ不良
は全く発生しなかった。

【００５２】尚、本発明は、上記実施形態に限定される
ものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の
特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一
な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかな
るものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

【００５３】例えば、上記実施形態では二枚の半導体基
板を貼り合わせて、貼り合わせ基板を作製する場合を中
心に説明したが、本発明は半導体基板と石英、炭化珪
素、窒化珪素、アルミナ、サファイヤ、その他のセラミ
ックス材のような絶縁基板とを貼り合わせて、貼り合わ
せ基板を作製する場合にも周辺未結合部が発生するの
で、これを除去するのに有効である。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では貼り合
わせ基板の作製方法において、未結合部を除去するた
め、ボンドウエーハの外周部を所定厚まで研削して除去
するのに、二段階で研削し、エッチング後、ボンドウエ
ーハ表面の酸化膜外周部に存在する鋭利な部分が、ウエ
ーハバスケットのウエーハ支え部に接触しないようにし
たので、この鋭利部によってバスケットのウエーハ支え
部を削ってしまったり、あるいはバスケットに引っかか
ってしまうようなトラブルをなくすことができる。した
がって、ロボットエラーあるいはロボットのハンドリン
グミスといった機械的トラブル、あるいはヘコミやキズ
といった品質上の問題のない高品質な貼り合わせ基板を
得ることができる。

【００５５】また、本発明では研削を二段階で行い、未
結合部が存在しない内側領域のシリコン層がエッチング
後も残るので、未結合部を除去するためのエッチング量
およびエッチング速度を正確に知ることができ、過度の
オーバーエッチングをなくし工程の無駄をなくすことが
できるとともに、エッチング工程の管理を容易にかつ正
確に行うことができる。

【００５６】そして、本発明は、二枚の半導体基板を貼
り合わせる場合に限らず、半導体基板と絶縁基板を貼り
合わせて、貼り合わせ基板を作製する場合において、半
導体基板の外周部の未結合部を除去する研削においても
同様に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｈ）は、本発明にかかる貼り合わせ
基板の作製工程の概略を示す説明図である。

【図２】本発明にかかる二段研削を行った場合のウエー
ハの外周部断面形状を示した部分拡大図で、（Ａ）は研
削後、（Ｂ）は、エッチング後の形状である。

【図３】従来の研削を行った場合のウエーハの外周部断
面形状を示した部分拡大図で、（Ａ）は研削後、（Ｂ）
は、エッチング後の形状である。

【図４】外周部の研削をするのに、砥石をボンドウエー
ハの外周方向から中心方向に向けて相対的に移動させる
ようにして研削する場合の説明図である。

【図５】基板を、ウエーハバスケットに収容した状態を
示した図である。（Ａ）は通常鏡面シリコンウエーハ、
（Ｂ）は結合熱処理後の貼り合わせ基板、（Ｃ）は従来
の一段による外周研削後エッチングした貼り合わせ基
板、（Ｄ）は本発明にかかる二段研削後エッチングした
貼り合わせ基板である。

【符号の説明】

１…貼り合わせ基板、 ２…ボンドウエ
ーハ、３…ベースウエーハ、 ４…酸化
膜（埋め込み酸化膜）、５…酸化膜（エッチング被
膜）、 ６…ＳＯＩ層、７…テラス部、
８…ウエーハ支え部、１０…砥石、
１１…ステージ。ａ…鋭利酸化膜周
縁部、 Ｗ₁ …未結合部が存在する領域。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中澤 一志 長野県更埴市大字屋代1393番地 長野電子 工業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二枚の半導体基板のうち、少なくとも一
   方の半導体基板の表面に酸化膜を形成し、該酸化膜を介
   して他方の半導体基板と密着させ、これに酸化性雰囲気
   下で熱処理を加えて強固に結合させた後、デバイス作製
   側基板の外周部を所定厚まで研削して除去し、その後エ
   ッチングにより該デバイス作製側基板外周部の未結合部
   を完全に除去し、しかる後に該デバイス作製側基板を研
   削・研磨して、所望厚さまで薄膜化する貼り合わせ基板
   の作製方法において、 前記デバイス作製側基板の外周部を所定厚まで除去する
   研削を二段階で行う、 ことを特徴とする貼り合わせ基板の作製方法。
2. 【請求項２】 二枚の半導体基板のうち、少なくとも一
   方の半導体基板の表面に酸化膜を形成し、該酸化膜を介
   して他方の半導体基板と密着させ、これに酸化性雰囲気
   下で熱処理を加えて強固に結合させた後、デバイス作製
   側基板の外周部を所定厚まで研削して除去し、その後エ
   ッチングにより該デバイス作製側基板外周部の未結合部
   を完全に除去し、しかる後に該デバイス作製側基板を研
   削・研磨して、所望厚さまで薄膜化する貼り合わせ基板
   の作製方法において、 前記デバイス作製側基板の外周部を所定厚まで除去する
   研削を二段階で行い、そのうちの一段階は、外周部の未
   結合部が存在する領域を埋め込み酸化膜及び支持側基板
   にダメージを与えない範囲で薄く研削し、他の一段階は
   未結合部が存在する領域よりさらに内側の領域であっ
   て、当該貼り合わせウエーハの未結合部を完全に除去す
   るエッチング工程以降にウエーハを収容あるいは搬送す
   るために用いられるウエーハバスケットのウエーハ支え
   部に接触しない領域までを、少なくともデバイス作製側
   基板表面の酸化膜を除去するものであり、かつ前記未結
   合部が存在する領域より厚くなるように研削する、 ことを特徴とする貼り合わせ基板の作製方法。
3. 【請求項３】 半導体基板と絶縁基板とを密着させ、こ
   れに酸化性雰囲気下で熱処理を加えて強固に結合させた
   後、半導体基板の外周部を所定厚まで研削して除去し、
   その後エッチングにより該半導体基板外周部の未結合部
   を完全に除去し、しかる後に半導体基板を研削・研磨し
   て、所望厚さまで薄膜化する貼り合わせ基板の作製方法
   において、 前記半導体基板の外周部を所定厚まで除去する研削を二
   段階で行う、 ことを特徴とする貼り合わせ基板の作製方法。
4. 【請求項４】 半導体基板と絶縁基板とを密着させ、こ
   れに酸化性雰囲気下で熱処理を加えて強固に結合させた
   後、半導体基板の外周部を所定厚まで研削して除去し、
   その後エッチングにより該半導体基板外周部の未結合部
   を完全に除去し、しかる後に半導体基板を研削・研磨し
   て、所望厚さまで薄膜化する貼り合わせ基板の作製方法
   において、 前記半導体基板の外周部を所定厚まで除去する研削を二
   段階で行い、そのうちの一段階は、外周部の未結合部が
   存在する領域を絶縁基板にダメージを与えない範囲で薄
   く研削し、他の一段階は未結合部が存在する領域よりさ
   らに内側の領域であって、当該貼り合わせウエーハの未
   結合部を完全に除去するエッチング工程以降にウエーハ
   を収容あるいは搬送するために用いられるウエーハバス
   ケットのウエーハ支え部に接触しない領域までを、少な
   くとも半導体基板表面の酸化膜を除去するものであり、
   かつ前記未結合部が存在する領域より厚くなるように研
   削する、 ことを特徴とする貼り合わせ基板の作製方法。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれか１項
   に記載した貼り合わせ基板の作製方法において、 前記半導体基板の外周部を所定厚まで研削して除去する
   のに、砥石を基板の外周方向から中心方向に向けて相対
   的に移動させるようにして研削する、 ことを特徴とする貼り合わせ基板の作製方法。