專利名稱：粘合基片及其制造方法、以及其中使用的晶片外周加壓用夾具類的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及粘合基片及其制造方法、以及其中使用的晶片外周加壓夾具類，詳細地講涉及例如通過表面磨削后的研磨來進行除去活性層的外周部的粘合不良部分的粘合基片的制造方法。
背景技術(shù)：
粘合SOI(絕緣硅，Silicon on Insulator)基片作為一種將2片硅晶片粘合的粘合基片已被公知。它是在表面形成有器件的SOI層(活性層)和從內(nèi)側(cè)對其支承的支承基片用晶片之間埋入了數(shù)μm厚的埋入氧化膜(氧化硅薄膜)的粘合SOI基片。
在這種粘合SOI基片的制造方法中，公知有如下的方法在對活性層用晶片的外周部進行磨削的外周磨削時，不將該晶片外周部完全削掉而是先留下若干的量，然后，將該切削余留部分通過堿性腐蝕液除去，接著，對該外周磨削后的活性層用晶片依次實施表面磨削及表面研蘑。
下面，基于圖23～圖27，依次說明以前的粘合SOI基片的制造工序。
首先，準備2片將通過CZ法(直拉法)提拉的單晶硅晶塊進行切片、研磨而精加工成鏡面的硅晶片(CZ晶片)101、102(圖23(a))。其中，在活性層用晶片101上，通過使用熱氧化爐的熱氧化處理，在其整個露出面上形成絕緣性的氧化硅薄膜101a。
接著，將活性層用晶片101和支承基片用晶片102在常溫下疊合，制成粘合晶片103。由此，在2片晶片101、102之間出現(xiàn)埋入氧化硅薄膜101b。然后，對粘合晶片103在氧化性氣氛中實施800℃以上的粘合熱處理(圖23(b))。這樣，在粘合晶片103的整個露出面上形成氧化硅薄膜103a。此時，活性層用晶片101已事先由氧化硅薄膜101a覆蓋。因此，在粘合熱處理的熱的作用下，氧化膜進一步成長，變厚。為了方便，在圖23中用不同的顏色表示氧化硅薄膜101a、103a(圖1也同樣)。
接著，為了除去由導角后的兩晶片101、102的外周部形狀所引起的粘合不良區(qū)域，對活性層用晶片101的外周部進行磨削(圖23(c))。如果存在粘合不良區(qū)域，則在之后的清洗工序、研磨工序等中，該不良部分剝落、飛散，有可能附著而污染SOI層(活性層)的表面，或者在后工序的晶片加工時可能由附著的飛散物損傷SOI層的表面。該外周磨削進行到不達到粘合面的程度。結(jié)果，在活性層用晶片101的外周部上出現(xiàn)若干量的切削余留部分101c。
接下來，通過堿腐蝕除去切削余留部分101c(圖23(d))。即、粘合晶片103的外周部與KOH等的堿性腐蝕液接觸，切削余留部分101c被溶解。這樣，支承基片用晶片102的粘合側(cè)的面的外周部露出。以下，將該露出部分稱作臺部。
接著，通過對活性層用晶片101進行表面磨削，再進行鏡面研磨，制成薄SOI層101A從其背面?zhèn)仁苤С谢镁?02支承的粘合SOI基片(圖23e)。
可是，在以前的粘合SOI基片的制造方法中，有如下所示的缺點。
(1)在用以前的方法制作SOI層101A時，經(jīng)過了如下的煩雜的工序?qū)钚詫佑镁?01進行外周磨削，此時不將該外周部完全削掉，接著通過外周腐蝕將該切削余留部分101c除去，然后，對活性層用晶片101實施表面磨削及表面研磨。因此，粘合基片的制造工序數(shù)增加，該制造需要較長的時間。
(2)在上述粘合熱處理工序中，將粘合晶片103填插到未圖示的晶片舟的晶片填插槽中，然后，將晶片舟插入到熱氧化爐中進行熱處理。此時，由于支承基片用晶片102的外周端面與晶片舟的晶片填插槽內(nèi)壁接觸，所以有可能在支承基片用晶片102的外周端面上發(fā)生損傷或氧化膜的成長不足。在產(chǎn)生了這些不良狀況的狀態(tài)下，如果對切削余留部分101c進行外周腐蝕，則該損傷或氧化膜的成長不足的部分與其它部分相比被選擇性地腐蝕，在支承基片用晶片102的外周端面上出現(xiàn)圖24所示的腐蝕麻點a。
(3)在進行活性層用晶片101的外周磨削時，也會在支承基片用晶片102的外周面上產(chǎn)生損傷，或在兩晶片101、102的外周部上局部地發(fā)生粘接剝落，該部分被選擇性腐蝕，有可能出現(xiàn)圖25所示的腐蝕麻點b。
(4)在上述堿性腐蝕中，氧化硅薄膜101a、103a幾乎沒有被腐蝕。因此，在活性層用晶片101的表面磨削及表面研磨后，在支承基片用晶片102的臺部分上會殘留胡須形狀的氧化硅薄膜101a、103a的切削余留部分c(圖26)，它們剝落、飛散，有可能附著在SOI層101A的表面上而將其污染，或者由該附著物在后工序的晶片加工時損傷SOI層101A的表面。
(5)SOI層101A的外周緣面，除了以取向面(オリエンテ一シヨンフラツト)(以下為，オリフラ)或凹口(ノツチ)為基準向周向90度的倍數(shù)(90度、180度、270度)的附近以外，結(jié)晶方位不是均勻的。例如對器件形成面為(100)面的SOI層，雖然相對于取向面或凹口為90度的倍數(shù)的部分為(011)的結(jié)晶方位，但其它部分結(jié)晶方位不統(tǒng)一。因此，如果對切削余留部分101c的外周部用KOH等的堿性腐蝕液進行各向異性腐蝕，則在SOI層101A的外周緣面中其結(jié)晶方位不均勻的區(qū)域內(nèi)，發(fā)生了圖27所示的鋸齒(鋸齒狀的凹凸)d。
(6)對于例如由智能剝離法(smart cut)等制造的SOI基片，能夠使SOI層成為具有凹口的形狀。但是，在SOI層101A的表面通過研磨被精加工的上述粘合SOI基片的情況下，雖然以周邊磨削來進行臺的形成，但用一次磨削來進行沿著凹口的周邊磨削是很難的。由此，采用了具有取向面的形狀的SOI層。結(jié)果，與具有凹口的SOI層的情況相比，器件的形成面積變小了。
以上，作為(2)～(6)課題的對策，在實際的晶片制造中，進一步追加復雜的工序來確保粘合SOI基片的品質(zhì)。這是使制造成本上升的主要原因。
(7)在粘合晶片上，有為了識別晶片而在支承基片用晶片的取向面部分或凹口部分上印刻激光標識的情況。即、在露出于外部的臺部分上，標示預先指定的條形碼、數(shù)字、記號、圖形等的標識。在激光標識的種類中，一般已知有其槽的深度為0.1～5μm的軟激光標識，和槽的深度為5～1000μm的硬激光標識。在器件工序中使用軟激光標識。如果在SOI層厚為5μm以下的SOI晶片的SOI層表面上印刻軟激光標識，則激光光線一直到達埋入氧化膜，產(chǎn)生發(fā)塵、污染活性層的表面，使器件的成品率降低。
此外，粘合SOI構(gòu)造與SIMOX等的其它SOI構(gòu)造相比，在Si-SiO2界面及薄膜Si層的結(jié)晶缺陷的問題上是有利的。但是，作為材料晶片的CZ晶片含有較多使器件特性惡化的COP或BMD(Bulk MicroDefect)等。
因此，作為將其消除的現(xiàn)有技術(shù)，已知有日本特開平5-211616號公報。這是一種對粘合前的活性層用晶片或粘合后的粘合SOI基片進行在還原性氣氛或非活性氣氛中的高溫熱處理，將存在于SOI層表面上的氧除去來提高結(jié)晶品質(zhì)的技術(shù)。
(8)但是，在對粘合前的活性層用晶片進行還原性氣氛或惰性氣氛中的高溫熱處理時，將活性層用晶片厚度減薄而得到的SOI層的表面成為露出面。因此，在培養(yǎng)單晶硅晶塊時發(fā)生的結(jié)晶缺陷、氧化膜形成時及粘合熱處理時發(fā)生的結(jié)晶缺陷在SOI層的表面上露出。因而，即使對粘合前的活性層用晶片實施上述高溫熱處理，在SOI層的表面上也存在缺陷，實際上沒有成為改善結(jié)晶品質(zhì)的對策。
(9)在對粘合后的活性層用晶片利用還原性氣氛或惰性氣氛進行的熱處理時，必須在粘合熱處理之外再實施熱處理，粘合基片的制造成本變高。
因此，發(fā)明者們銳意研究的結(jié)果，認識到，取代以前的活性層用晶片的外周磨削及外周腐蝕，而如果只通過表面磨削及表面研磨除去活性層用晶片的外周部的粘合不良部分，就能解決上述的(1)～(6)的課題，完成了本發(fā)明。
本發(fā)明的目的是提供一種能夠謀求削減粘合基片的制造工序數(shù)及縮短制造時間，還能提高粘合基片的成品率，并且能夠低成本地制造粘合基片，進而也能得到具有凹口的活性層的粘合基片及其制造方法。
并且，本發(fā)明的目的是提供一種能夠利用已有的研磨裝置對晶片實施外周除去研磨的晶片外周加壓夾具。
此外，發(fā)明者們認識到，如果將支承基片用晶片的臺部分中實施激光標記的部分、例如取向面部或凹口部的寬度擴大，就能夠抑制因激光的照射而導致的從活性層的發(fā)塵，由此解決上述(7)課題，完成了本發(fā)明。
即、本發(fā)明的目的是提供一種即使在支承基片用晶片的外周部的一部分上實施激光標記，也不易從活性層發(fā)塵的粘合基片及其制造方法、以及其中使用的晶片部分除去加壓用夾具。
進而，發(fā)明者們認識到，通過在對活性層用晶片實施表面磨削的同時、實施對活性層除去其外周部而留下中央部的外周除去研磨，能夠在室溫下將活性層用晶片與支承基片用晶片粘合后、即使不進行粘合強化熱處理，晶片周邊部分也不發(fā)生剝落而制成粘合晶片。并且認識到，如果由此在將活性層的中央部研磨后實施還原性氣氛或惰性氣氛中的熱處理，就不會在活性層的表面上存在結(jié)晶缺陷，由此解決上述(8)、(9)的課題，完成了本發(fā)明。
即、本發(fā)明的目的是以低成本提供一種在活性層的表面上不存在結(jié)晶缺陷的粘合基片及其制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
第1發(fā)明，是在將活性層和從背面?zhèn)葘ζ渲С械闹С谢镁澈系恼澈匣?，上述活性層的外周面是從該活性層的表面的外周緣到上述支承基片用晶片的除去了粘合不良部分的粘合界面的外周緣，或者從上述活性層的表面的外周緣到支承基片用晶片的外周緣，進行了研磨的傾斜面的粘合基片。
可以采用例如粘合SOI基片作為粘合基片。此外，也可以是將活性層與支承基片用晶片直接粘合的基片。作為活性層，可列舉出例如粘合SOI基片的SOI層。在這種情況下，氧化膜存在于活性層之下，氧化膜的外周緣的露出面也是被研磨的傾斜面。此外，作為支承基片用晶片，可列舉出例如硅晶片。
在此，所謂活性層的外周面是對從該活性層的表面的外周緣到上述支承基片用晶片的除去了粘合不良部分的粘合界面的外周緣進行了研磨的傾斜面，是指活性層的外周面是將下部增大的研磨面。所謂下部增大，是剖面為直線狀(錐狀)或剖面為圓弧狀。此外，所謂剖面為圓弧狀，是指在剖視圖中中央比兩端更向外側(cè)突出的形狀。
根據(jù)第1發(fā)明，對粘合晶片的活性層用晶片，對從活性層的表面的外周緣到支承基片用晶片的除去了粘合不良部分的粘合界面的外周緣、或者對從活性層的表面的外周緣到支承基片用晶片的外周緣，實施將其中央部留下作為活性層的外周除去研磨。由此，能夠省略以前所需的活性層用晶片的外周磨削工序以及活性層的外周腐蝕工序。結(jié)果，削減了粘合基片的制造工序數(shù)，隨之也縮短了粘合基片的制造時間。
此外，通過實施外周除去研磨，能夠消除作為以前方法的晶片質(zhì)量方面的課題、即、起因于活性層的外周腐蝕而在支承基片用晶片的外周面發(fā)生的腐蝕麻點，以及在粘合基片為粘合SOI基片的情況下、在外周腐蝕后、起因于從活性層的外周部飛散的氧化硅薄膜的胡須狀的切削余留部分而發(fā)生的活性層的污染或損傷等。由此，提高了粘合基片的成品率。結(jié)果，能夠降低粘合基片的制造成本。進而，能夠簡單地制作用以前方法難以制作的、形成有具有凹口的活性層的粘合基片。
進而，由于活性層的外周部不是通過以前那樣用堿性腐蝕、而是通過由研磨布研磨(外周除去研磨)來除去的，所以即使在活性層的外周緣面中的以取向面或凹口為基準向其周向90度的倍數(shù)以外的區(qū)域、即結(jié)晶方位不均勻的區(qū)域，也不會發(fā)生起因于各向異性腐蝕的鋸齒。因此，能夠遍及其全周光滑地形成活性層的外周緣面。
這樣得到的粘合基片，成為從活性層的表面的外周緣到支承基片用晶片的除去了粘合不良部分的粘合界面的外周緣進行了研磨的斜面，或者成為從活性層的表面的外周緣到支承基片用晶片的外周緣進行了研磨的傾斜面。
第2發(fā)明，是在上述活性層的表面上不存在結(jié)晶缺陷的粘合基片。
所謂結(jié)晶缺陷，是指例如在培養(yǎng)單晶硅晶塊時發(fā)生的結(jié)晶缺陷、在氧化膜形成時及粘合熱處理時發(fā)生的結(jié)晶缺陷等。具體地講，可列舉出COP(Crystal Originated Particle)、BMD、OSF(OxidationInduced Stacking Fault)等。
在此所謂不存在結(jié)晶缺陷，是指直徑0.1μm以上的結(jié)晶缺陷在活性層的表面上只存在10個/cm2以下的狀態(tài)。
具體實現(xiàn)活性層的表面上不存在結(jié)晶缺陷的狀態(tài)的方法并沒有限制。例如，可以采用在支承基片用晶片的粘合側(cè)的面上形成了活性層后的熱處理等。
根據(jù)第2發(fā)明，由于在活性層的表面上不存在結(jié)晶缺陷，所以能夠提高形成于活性層表面上的器件的電氣特性等。
第3發(fā)明，是上述研磨后的傾斜面的寬度在晶片周向上部分地不同的粘合基片。
所謂傾斜面的寬度，是指與活性層的外周緣的切線正交方向上的傾斜面的長度。所謂該傾斜面的寬度在晶片周向上部分地不同，意思是在晶片周向上，存在傾斜面的寬度較寬的部分和較窄的部分。由于活性層較薄，所以傾斜面的大部分都成為支承基片用晶片的外周部的粘合面一側(cè)的部分(臺部)。其中，可以將寬度較寬的部分作為例如實施印激光標識的印標識的區(qū)域?？梢圆捎密浖す鈽俗R作為激光標識。晶片周向上的寬度較寬的部分的形成位置、其形成范圍并沒有限制。例如，也可以將取向面部或凹口部作為該寬度較寬的部分。
寬度較窄的部分的寬度為0.5～4mm，優(yōu)選為0.5～1.5mm。若不足0.5mm，會產(chǎn)生殘留有未粘接的部分的缺點。此外，如果超過4mm則器件區(qū)域變小，產(chǎn)生器件收獲率變差的不良狀況。
寬度較寬的部分的寬度為3～5mm，優(yōu)選為3～4mm。若不足3mm，會產(chǎn)生發(fā)塵將SOI層表面污染的不良狀況。此外，如果超過5mm，則器件區(qū)域變小，產(chǎn)生器件收獲率變差的不良狀況。
根據(jù)第3發(fā)明，如果以使傾斜面的寬度在晶片周向上部分地不同的方式研磨，則在傾斜面的寬度較寬的部分、例如凹口部或取向面部，活性層的外周部的一部分比其它部分更大地被除去，并且在支承基片用晶片的外周部上出現(xiàn)寬度較寬的臺部。在較寬的臺部上即使實施例如印激光標識，照射的激光的影響也難以達到活性層。結(jié)果，能夠抑制印激光標識時向活性層產(chǎn)生發(fā)塵。
第4發(fā)明，是上述傾斜面中的寬度較寬的部分為凹口部或取向面部的粘合基片。
傾斜面的寬度較寬的部分既可以是凹口部，也可以是取向面部。
第5發(fā)明，是上述粘合基片為在上述活性層與支承基片用晶片之間形成有埋入氧化膜的粘合SOI基片。
在粘合SOI基片中，由氧化膜覆蓋的可以是作為活性層的基材的活性層用晶片，或者也可以是支承基片用晶片。或者，也可以是活性層用晶片和支承基片用晶片兩者。氧化膜的形成方法沒有限制。例如，可以采用干氧化、濕氧化等。此外，也可以在粘合面上形成n+層或SiGe膜。
第6發(fā)明，是備有將活性層用晶片和支承基片用晶片粘合的粘合工序，將通過該粘合所制成的粘合晶片的粘合強度增強的熱處理工序，對該粘合晶片的活性層用晶片一側(cè)進行表面磨削、并將該活性層用晶片厚度減薄而形成活性層的表面磨削工序，和對該活性層進行從該表面磨削面一側(cè)將外周部的粘合不良部分除去、而留下中央部的研磨的外周除去研磨工序的粘合基片的制造方法。
活性層用晶片以及支承基片用晶片的粘合，是在例如于常溫下將兩晶片疊合后通過實施粘合熱處理而進行的。粘合熱處理的加熱溫度為800℃以上，例如為1100℃。粘合熱處理的時間例如為2小時。在使用的熱氧化爐內(nèi)的氣氛氣體中使用氧等。
此外，在對活性層用晶片進行表面磨削時，通過例如表面磨削磨具來進行磨削。表面磨削的條件為例如使用#360～#2000樹脂結(jié)合劑磨削磨具，進行表面磨削直到活性層剩余厚度為10～60μm。
活性層的厚度沒有限制。例如在厚膜的活性層的情況下為1～200μm，此外在薄膜的活性層的情況下為0.1～1.0μm。
作為外周除去研磨工序，可以通過例如使活性層的外周部的研磨速率比中央部的研磨速率大的表面研磨，使向活性層的外周部供給研磨劑的量比向中央部的供給量增加的表面研磨，使活性層的外周部的研磨壓力比中央部的研磨壓力增加的表面研磨，使用比推壓在活性層的中央部上的研磨布的部分的材料更容易研磨的材料用于推壓在活性層的外周部上的研磨布的部分的材料而進行的表面研磨，或者使推壓在活性層的外周部上的研磨布的部分的溫度比推壓在活性層的中央部上的研磨布的部分的溫度高的表面研磨等來實現(xiàn)。
在任何一種研磨的情況下，都例如將被表面磨削后的粘合晶片裝在研磨裝置的研磨頭上，一邊供給研磨劑，一邊將活性層用晶片的磨削面推壓到粘貼在研磨平臺上的研磨布上來進行研磨。
研磨裝置沒有限制。既可以是單片式的研磨裝置，也可以是分批式的研磨裝置。還有，既可以是蠟式(ワツクスタイプ)的單面研磨裝置，也可以是無蠟式(ワツクスレスタイプ)的裝置。
研磨布的種類沒有限制。例如，也可以是使聚氨酯浸入到聚酯氈中的多孔性的無紡布型。此外，可以列舉出將發(fā)泡的氨基甲酸乙酯的塊體切片后的發(fā)泡性氨基甲酸乙酯型。進而，也可以是在使聚氨酯浸入到聚酯氈中的基材的表面上層積發(fā)泡氨基甲酸乙酯，將氨基甲酸乙酯的表層部分除去而在發(fā)泡層上形成開口部的絨面型。再者，也可以是陶瓷或玻璃。
在上述研磨劑中含有游離磨粒(研磨磨粒)。通過一邊供給研磨劑，一邊將厚度減薄了的活性層用晶片的磨削面推壓到旋轉(zhuǎn)中的研磨布的研磨作用面上，在微粒子的游離磨粒的磨削作用下，對活性層用晶片的磨削面進行外周除去研磨。
根據(jù)第6發(fā)明，在粘合熱處理后，在粘合晶片的活性層用晶片一側(cè)直接進行表面磨削、將活性層用晶片厚度減薄之后，對活性層用晶片實施外周除去研磨，將晶片外周部的粘合不良部分除去，做成活性層。
通過采用這種外周除去研磨，能夠省略以前所需要的活性層用晶片的外周磨削工序以及活性層的外周腐蝕工序。結(jié)果，削減了粘合基片的制造工序數(shù)，隨之也縮短了粘合基片的制造時間。
此外，通過實施外周除去研磨，能夠消除因活性層的外周腐蝕而發(fā)生的向支承基片用晶片的外周面的腐蝕麻點、以及粘合基片為粘合SOI基片的情況下起因于氧化硅薄膜的胡須狀的切削余留部分而發(fā)生的活性層的污染或損傷。由此，提高了粘合基片的成品率。結(jié)果，能夠降低粘合基片的制造成本。進而，能夠簡單地制成形成有具有凹口的粘合基片。
進而，由于活性層的外周部不是通過堿性腐蝕，而是通過研磨除去的，所以即使在活性層的外周緣面中的以取向面或凹口為基準、向其周向90度的倍數(shù)以外的區(qū)域，也不會發(fā)生起因于各向異性腐蝕的鋸齒。因此，能夠遍及其全周而光滑地形成活性層的外周緣面。
第7發(fā)明，是代替上述粘合后的熱處理，而在上述外周除去研磨后實施研磨上述活性層的中央部的中央研磨工序，和在該中央部的研磨后、在還原性氣氛或惰性氣氛中的熱處理，以增強上述粘合晶片的粘合強度，并將結(jié)晶缺陷從上述活性層的表面除去的粘合基片的制造方法。
中央部研磨工序中的活性層中央部的研磨量為例如5～10μm，優(yōu)選為7μm。若不足5μm，則產(chǎn)生殘留有平面磨削損傷的不良狀況。此外，如果超過10μm，則產(chǎn)生研磨時間變長的不良狀況。
熱處理時的爐內(nèi)氣氛為還原性或惰性氣體氣氛。
還原性氣氛由例如H2等的還原性氣體形成。
惰性氣氛由例如He、Ne、Ar、Kr、Xe等的惰性氣體形成。此外，也可以采用例如H2∶Ar＝5∶1等那樣的還原性氣體與惰性氣體的混合氣體。
熱處理溫度為1000℃以上，優(yōu)選為1150～1250℃。若不足1000℃，則產(chǎn)生結(jié)晶缺陷沒有充分收縮的不良狀況。如果超過1250℃，則有可能在活性層上發(fā)生滑移及金屬污染。
熱處理時間為例如1～3小時。
根據(jù)第7發(fā)明，在進行提高活性層的中央部進行研磨后的活性層與支承基片用晶片的粘合強度的熱處理時，通過實施還原性氣氛或惰性氣氛中的熱處理，能夠不在粘合熱處理之外單獨實施這些氣氛中的熱處理，而將結(jié)晶缺陷從活性層的表面除去。
第8發(fā)明，是在通過智能剝離法或ELTRAN法或SiGen法的粘合基片的制造方法中，備有將活性層用晶片與支承基片用晶片粘合的粘合工序，在該粘合后，將粘合側(cè)的部分留在支承基片用晶片上而將活性層用晶片除去、在上述支承基片用晶片的一個面上形成活性層的活性層用晶片除去工序，和在該活性層上進行的從該活性層用晶片的除去面一側(cè)將外周部除去、留下中央部的研磨的外周除去研磨工序的粘合基片的制造方法。
所謂智能剝離法，是指首先，從在露出面整個區(qū)域形成有氧化膜的活性層用晶片的一個面將輕元素離子注入，將支承基片用晶片粘合在離子注入面上。然后，對其進行熱處理，增強粘合晶片的粘合強度，并從輕元素離子注入的部分將粘合晶片在厚度方向上進行2分割，將活性層用晶片的粘合一側(cè)的部分剝離而形成與支承基片用晶片一體化的活性層的方法(株式會社リアフイズ社1996年6月28日發(fā)行的《硅科學》，第6章第3節(jié)3.2智能剝離技術(shù)，參照465頁)。
此外，所謂ELTRAN法，是指首先，在活性層用晶片的一個面上通過陽極氧化形成多孔質(zhì)層，在多孔質(zhì)層的表面上使單晶膜外延成長，接著，將在露出面整個區(qū)域上形成有氧化膜的支承基片用晶片粘合在活性層用晶片的單晶膜一側(cè)的面上。然后，對其進行熱處理，提高粘合晶片的粘合強度，接著從與該粘合側(cè)相反一側(cè)的面對活性層用晶片進行磨削直到露出多孔質(zhì)層?；蛘哂脟娝⑵鋸亩嗫踪|(zhì)層剝離。接著，對露出的多孔質(zhì)層進行選擇腐蝕，形成由單晶膜構(gòu)成的活性層的方法(株式會社リアフイズ社1996年6月28日發(fā)行的《硅科學》，第6章第4節(jié)ELTRAN，參照46 7頁)。
所謂SiGen法，是指首先在活性層用晶片的一個面上形成SiGe層，在該SiGe層的表面上通過氣相成長而使單晶膜成膜，在該面上形成氧化膜。接著，通過從該晶片的一個面注入氫離子而使SiGe層內(nèi)的變形增長。然后，粘合上在露出面整個區(qū)域上形成有氧化膜的支承基片用晶片，通過噴射N2等的惰性氣體，在SiGe層的變形部分剝離。接著對露出的SiGe進行選擇腐蝕。
根據(jù)第8發(fā)明，在剝離后，在該活性層用晶片上實施外周除去研磨將晶片外周部的粘合不良部分除去，做成活性層。
通過采用這種外周除去研磨，能夠省略以前所需要的活性層的外周腐蝕工序。結(jié)果，削減了粘合基片的制造工序數(shù)，隨之也縮短了粘合基片的制造時間。
此外，通過實施外周除去研磨，能夠消除因活性層的外周腐蝕而發(fā)生的向支承基片用晶片的外周面的腐蝕麻點，以及在粘合基片為粘合SOI基片的情況下、起因于氧化硅薄膜的胡須狀的切削余留部分而發(fā)生的活性層的污染或損傷等。由此，提高了粘合基片的成品率。結(jié)果，能夠降低粘合基片的制造成本。
進而，由于活性層的外周部不是通過堿性腐蝕、而是通過研磨除去的，所以即使在活性層的外周緣面中以取向面或凹口為基準朝周向90度的倍數(shù)以外的區(qū)域，也不會發(fā)生起因于各向異性腐蝕的鋸齒。因此，能夠遍及其全周而光滑地形成活性層的外周緣面。
第9發(fā)明，是在上述外周除去研磨工序中、上述活性層的外周部的研磨速率比其中央部的研磨速率大的粘合基片的制造方法。
活性層的外周部及中央部的各研磨速率沒有具體限制。關(guān)鍵是，只要是在對活性層的中央部進行研磨直到目標厚度時(其中也有沒有研磨到的情況)，通過研磨使活性層的外周部的粘合不良部分消失的研磨速率就可以。
具體的研磨速率，例如晶片外周部為5.0～10.0μm/分，晶片中央部為0～2.0μm/分左右。
第10發(fā)明，是上述活性層的外周部的研磨壓力比其中央部的研磨壓力大的粘合基片的制造方法。
在此，在對活性層的中央部研磨直到目標厚度時，通過研磨使活性層的外周部消失的大小的研磨壓力作用在粘合晶片上。
具體地講，晶片外周部的研磨壓力為1000～2500g/cm2，晶片中央部的研磨壓力為0～500g/cm2左右。
第11發(fā)明，是使用使上述活性層的外周部比其中央部更向研磨面一側(cè)突出變形的晶片外周加壓夾具來進行上述外周除去研磨工序的粘合基片的制造方法。關(guān)于晶片外周加壓夾具在后面敘述。
根據(jù)第11發(fā)明，由于利用晶片外周加壓夾具使厚度減薄的活性層用晶片的外周部比其中央部更向研磨面一側(cè)(朝向研磨布)突出變形來進行外周除去研磨，所以即使用已有的研磨裝置，只要安裝晶片外周加壓夾具，也能夠?qū)嵤┳鳛楸景l(fā)明的特征的外周除去研磨。
第12發(fā)明，是具有在上述外周除去研磨后、僅對上述粘合晶片的外周部中的周向的一部分進行再研磨、將該部分的活性層除去的外周局部除去研磨工序的粘合基片的制造方法。
再研磨的部分的研磨量沒有限制。例如為1～20μm。
作為在外周局部除去研磨中使用的加壓夾具，可以采用例如僅使粘合晶片的外周部中想要除去的部分向研磨面一側(cè)突出變形的晶片局部除去加壓夾具。關(guān)于晶片局部除去加壓夾具再后面敘述。
根據(jù)第12發(fā)明，通過實施這種外周局部除去研磨，在晶片外周部中的其周向的一部分、例如取向面或凹口等上，將活性層的一部分較大地除去而在支承基片用晶片的外周部上形成寬度較寬的臺部。因此，在該較寬的臺部上即使實施例如因激光標識時，照射的激光的影響也難以到達活性層。結(jié)果，能夠抑制印激光標識時向活性層產(chǎn)生發(fā)塵。
第13發(fā)明，是使用僅使上述活性層的外周部中的想要除去的部分向研磨面一側(cè)突出變形的晶片局部除去加壓夾具來進行上述外周局部除去研磨工序的粘合基片的制造方法。
關(guān)于晶片局部除去加壓夾具在后面敘述。
第14發(fā)明，是在將半導體晶片保持在與研磨布的對置面上的研磨頭與上述半導體晶片之間加裝的晶片外周加壓夾具，備有夾具主體，和形成在該夾具主體的保持半導體晶片的一側(cè)的面上、使上述半導體晶片的外周部比中央部更向研磨面一側(cè)突出變形的環(huán)狀的突條部。
可以采用例如硅晶片、砷化鉀晶片作為半導體晶片。半導體晶片既可以是單體，也可以是將2片半導體晶片粘合的粘合基片(包括粘合SOI基片)。
作為晶片外周加壓夾具的材料，可以采用例如ジユラコン(聚縮醛的商品名)、PEEK(聚醚酮醚)、聚碳酸酯等的硬樹脂、SUS等的金屬類、或陶瓷類。突條部的材料也同樣。突條部可以與夾具主體一體形成。此外也可以分體地設(shè)置。
晶片外周加壓夾具的形狀可根據(jù)粘合晶片的外觀形狀而改變。此外，晶片外周加壓夾具的大小也可根據(jù)被研磨的粘合晶片的大小改變。
夾具主體的形狀沒有限制。例如圓板狀、筒狀都可以。
突條部的外觀形狀可根據(jù)例如具有凹口的半導體晶片或具有取向面的半導體晶片等的形狀而適當?shù)馗淖儭?br> 此外，突條部既可以連續(xù)地形成，也可以間斷地形成。
在外周除去研磨時，通過比突條部靠內(nèi)側(cè)的夾具主體的區(qū)域?qū)Π雽w晶片的除去了外周部的中央部加壓。該中央部也可以利用研磨頭的晶片保持側(cè)的平面來加壓。但半導體晶片的中央部也不一定非要加壓。從而，晶片外周加壓夾具也可以具有環(huán)狀的夾具主體。晶片加壓面的大小可根據(jù)半導體晶片的大小改變。在晶片外周加壓夾具上保持半導體晶片，可以采用例如真空吸附或模板保持。
突條部的前端面可以做成向夾具主體的中心部高度逐漸變低的傾斜面。傾斜面的傾斜角度可以根據(jù)半導體晶片的外周部的研磨量而在0.1度～90度的范圍內(nèi)適當?shù)馗淖?。在使晶片外周部的研磨量較大、寬度較小的情況下，增大該傾斜角度。該傾斜面也可以不是剖面為直線狀、而是晶片的導角形狀那樣的曲面。
根據(jù)第14發(fā)明，利用晶片外周加壓夾具、使半導體晶片的外周部比其中央部更向研磨面一側(cè)突出變形而進行外周除去研磨。
通過采用這種外周除去研磨，在半導體晶片為粘合基片的情況下，能夠省略以前所需要的活性層用晶片的外周磨削工序以及活性層的外周腐蝕工序。結(jié)果，削減了粘合基片的制造工序數(shù)，隨之也縮短了粘合基片的制造時間。
此外，通過實施外周除去研磨，例如在半導體晶片為粘合SOI基片用粘合晶片的情況下，能夠消除因活性層的外周腐蝕而發(fā)生的向支承基片用晶片的外周面的腐蝕麻點、以及起因于氧化硅薄膜的胡須狀的切削余留而發(fā)生的活性層的污染或損傷等。由此，粘合基片的成品率升高。結(jié)果，能夠降低粘合基片的制造成本。進而，能夠簡單地制成形成有具有凹口的活性層的粘合基片。
進而，由于活性層的外周部不是通過堿性腐蝕、而是通過研磨除去的，所以即使在活性層的外周緣面中以取向面或凹口為基準朝周向90度的倍數(shù)以外的區(qū)域，也不會發(fā)生起因于各向異性腐蝕的鋸齒。因此，能夠遍及其全周而光滑地形成活性層的外周緣面。
此外，由于利用這種晶片外周加壓夾具，使厚度減薄的外周部比其中央部更向研磨面一側(cè)突出變形來進行外周除去研磨，所以即使是已有的研磨裝置，如果安裝上晶片外周加壓夾具，也能夠?qū)嵤┩庵艹パ心ⅰ?br> 第15發(fā)明，是在上述突條部上形成有使形成在上述半導體晶片的外周部上的凹口部比上述半導體晶片的中央部更向研磨面一側(cè)突出變形的凹口加壓部的晶片外周加壓夾具。
所謂凹口加壓部，是指設(shè)在突條部的內(nèi)周緣的一部分上、被推壓在半導體晶片的凹口形成部上的突起用部分。凹口加壓部是與半導體晶片的凹口形狀相似的形狀，比凹口僅大0.1～0.5mm。
根據(jù)第15發(fā)明，在通過晶片外周加壓夾具進行外周除去研磨時，由于通過凹口加壓部使半導體晶片的凹口部比晶片的中央部更向研磨面一側(cè)突出變形，所以能夠?qū)嵤┌殡S著凹口部的研磨的外周除去研磨。
第16發(fā)明，是在上述突條部上形成有使形成在上述半導體晶片的外周部上的取向面部比上述半導體晶片的中央部更向研磨面一側(cè)突出變形的取向面加壓部的晶片外周加壓夾具。
所謂取向面加壓部，是指設(shè)在突條部的內(nèi)周緣的一部分上、被推壓在半導體晶片的取向面形成部上的半月形的凸部。取向面加壓部是與半導體晶片的取向面形狀相似的形狀，比取向面僅小0.1～0.5mm。
根據(jù)第16發(fā)明，在通過晶片外周加壓夾具進行外周除去研磨時，由于通過取向面加壓部使半導體晶片的取向面部比晶片的中央部更向研磨面一側(cè)突出變形，所以能夠?qū)嵤┌殡S著取向面部的研磨的外周除去研磨。
第17發(fā)明，是在使上述活性層一側(cè)向著研磨布而保持有粘合了活性層與支承基片用晶片的粘合晶片的研磨頭、與上述粘合晶片之間加裝的晶片局部除去加壓夾具，是備有央具主體，和形成在該夾具主體的保持粘合晶片的一側(cè)的面上、僅使上述活性層的外周部中想要除去的部分向研磨面一側(cè)突出變形的局部突出部的晶片局部除去加壓夾具。
作為晶片局部除去加壓夾具的材料，可以采用例如ジユラコン、PEEK、聚碳酸酯等的硬樹脂、SUS等的金屬類、或陶瓷類。局部突出部的材料也同樣。局部突出部可以與夾具主體一體形成。此外也可以單獨地設(shè)置。
晶片局部除去加壓夾具的形狀可根據(jù)粘合晶片的外觀形狀改變。此外，晶片局部除去加壓夾具的大小也可根據(jù)被研磨的粘合晶片的大小改變。
夾具主體的形狀沒有限制。例如圓板狀、筒狀都可以。
局部突出部的外觀形狀可根據(jù)例如覆蓋凹口或取向面部的大小的半月形狀等、粘合晶片的外周部中想要除去的部分的形狀而適當?shù)馗淖儭?br> 粘合晶片利用比局部突出部靠內(nèi)側(cè)的夾具主體的區(qū)域，不僅對粘合晶片的中央部、而且對該晶片的外周部分中想要除去的部分之外的部分加壓。粘合晶片的中央部也可以利用研磨頭的晶片保持側(cè)的平面來加壓。晶片局部除去加壓夾具對粘合晶片的保持，可以采用例如真空吸附或模板保持。
局部突出部的前端面可以做成向夾具主體的中心部高度逐漸變低的傾斜面。傾斜面的傾斜角度可以根據(jù)粘合晶片的外周部的研磨量而在0.1度～90度的范圍內(nèi)適當?shù)馗淖?。在增加晶片外周部的研磨量的情況下，增大該傾斜角度。該傾斜面也可以不是剖面為直線狀、而是晶片的導角形狀那樣的曲面。
根據(jù)第17發(fā)明，預先通過晶片局部除去加壓夾具的局部突出部僅使外周除去研磨后的粘合晶片的外周部中想要除去的部分向研磨面一側(cè)突出變形，僅將該突出部分推壓在研磨布上來進行外周局部除去研磨。由此，在晶片外周部的周向的一部分、例如取向面部或凹口部等上，活性層的外周部的一部分被較大地除去而出現(xiàn)傾斜面的寬度較寬的部分。從而，在寬度較寬的部分上即使實施印激光標識，照射的激光的影響也很難達到活性層。結(jié)果，能夠抑制印激光標識時從活性層產(chǎn)生的發(fā)塵。
第18發(fā)明，是上述夾具主體以及/或者局部突出部中至少與研磨布接觸的部分由比其它部分更難于研磨的材質(zhì)形成的晶片局部除去加壓夾具。
難于研磨材質(zhì)的種類沒有限制?？梢圆捎美绁弗妤榨偿蟆EEK、聚碳酸酯等的硬樹脂或陶瓷等。
使用難于研磨材質(zhì)的部分也可以只是夾具主體、或只是局部突出部。此外，也可以是夾具主體和局部突出部兩者。局部突出部可以與夾具主體一體形成。此外也可以分體地設(shè)置。
根據(jù)第18發(fā)明，在研磨過程中即使夾具主體以及/或者局部突出部的一部分接觸到研磨布，由于該接觸部分由難于研磨的材質(zhì)形成，所以夾具主體以及/或者局部突出部也很難被研磨布損傷。


圖1是表示有關(guān)本發(fā)明的第1實施例的粘合基片的制造方法的流程圖。
圖2是表示有關(guān)本發(fā)明的第1實施例的粘合基片的制造方法中的外周除去研磨工序的使用狀態(tài)的縱剖視圖。
圖3是表示向適用于有關(guān)本發(fā)明的第1實施例的粘合基片的制造方法的晶片外周加壓夾具安裝粘合晶片的工序的立體圖。
圖4是表示有關(guān)本發(fā)明的其它一方式的帶有取向面的晶片用的晶片外周加壓夾具的使用狀態(tài)的剖視圖。
圖5是表示向有關(guān)該其它一方式的晶片外周加壓夾具安裝晶片的工序的立體圖。
圖6是表示有關(guān)本發(fā)明的其它二方式的帶有取向面的晶片用的晶片外周加壓夾具的使用狀態(tài)的剖視圖。
圖7是表示向有關(guān)該其它二方式的晶片外周加壓夾具安裝晶片的工序的立體圖。
圖8是表示有關(guān)本發(fā)明的其它三方式的帶有凹口的晶片用的晶片外周加壓夾具的使用狀態(tài)的剖視圖。
圖9是表示向有關(guān)該其它三方式的晶片外周加壓夾具安裝晶片的工序的立體圖。
圖10是表示有關(guān)本發(fā)明的其它四方式的帶有取向面的晶片用的晶片外周加壓夾具的使用狀態(tài)的剖視圖。
圖11是表示向有關(guān)該其它四方式的晶片外周加壓夾具安裝晶片的工序的立體圖。
圖12是表示有關(guān)本發(fā)明的其它五方式的帶有凹口的晶片用的晶片外周加壓夾具的使用狀態(tài)的剖視圖。
圖13是表示向有關(guān)該其它五方式的晶片外周加壓夾具安裝晶片的工序的立體圖。
圖14是表示有關(guān)本發(fā)明的其它六方式的晶片外周加壓夾具的剖視圖。
圖15是表示適用于本發(fā)明的第1實施例的粘合基片的制造方法的晶片局部除去加壓夾具的主要部分的剖視圖。
圖16是表示適用于本發(fā)明的第1實施例的粘合基片的制造方法的其它晶片局部除去加壓夾具的主要部分的剖視圖。
圖17是表示向適用于有關(guān)本發(fā)明的第2實施例的粘合基片的制造方法的帶有取向面用的晶片局部除去加壓夾具安裝粘合晶片的工序的剖視圖。
圖18是有關(guān)本發(fā)明的第2實施例的晶片局部除去加壓夾具的仰視圖。
圖19是使用有關(guān)本發(fā)明的第2實施例的晶片局部除去加壓夾具制成的粘合晶片的俯視圖。
圖20是表示向適用于有關(guān)本發(fā)明的另一個方式的粘合基片的制造方法的晶片局部除去加壓夾具安裝粘合晶片的工序的剖視圖。
圖21是適用于有關(guān)本發(fā)明的另一個方式的粘合基片的制造方法的晶片局部除去加壓夾具的俯視圖。
圖22使用有關(guān)本發(fā)明的另一個方式的晶片局部除去加壓夾具制成的粘合晶片的俯視圖。
圖23是表示有關(guān)以前方法的粘合基片的制造方法的流程圖。
圖24是在有關(guān)以前方法的支承基片用晶片的外周端面上發(fā)生的腐蝕麻點的放大正視圖。
圖25是在有關(guān)以前方法的支承基片用晶片的臺部分上發(fā)生的腐蝕麻點的放大俯視圖。
圖26是在有關(guān)以前方法的支承基片用晶片的外周部上發(fā)生的氧化硅薄膜的切削余留部分的放大正視圖。
圖27是在有關(guān)以前方法的支承基片用晶片的外周緣面的一部分上發(fā)生的鋸齒的放大俯視圖。
具體實施例方式
下面參照

本發(fā)明的實施例。此外，本發(fā)明當然不限于該實施例。首先，基于圖1～圖16說明第1實施例。
如圖1所示，首先通過CZ法提拉單晶硅晶塊，然后，通過對該得到的單晶硅晶塊實施塊切割、凹口加工、切片、導角、拋光、腐蝕、鏡面研磨等，得到厚度725μm、直徑200mm的鏡面精加工的具有凹口的活性層用晶片10備用。另一方面，通過與該活性層用晶片10相同的制造方法，得到同樣厚度、同樣口徑的鏡面精加工的具有凹口的支承基片用晶片20備用(圖1(a))。但活性層用晶片10與支承基片用晶片20也可以不是相同的厚度。其中，活性層用晶片10被插入到熱氧化爐中進行熱氧化處理，其整個露出面被絕緣性的氧化硅薄膜10a覆蓋。此外，也可以只將支承基片用晶片2 氧化，也可以將兩晶片10、20氧化。
然后，將兩晶片10、20的鏡面彼此在無塵室的室溫下疊合(圖1(b))。由此，形成粘合晶片30。通過該粘合，介于活性層用晶片10和支承基片用晶片20之間的氧化硅薄膜10a部分成為埋入氧化硅薄膜10b。
接著，根據(jù)需要，將粘合晶片30插入到粘合用的熱氧化爐的爐內(nèi)，在氧化性氣氛中進行粘合處理。粘合溫度為1100℃，熱處理時間為2小時(同樣是圖1(b))。由此，粘合晶片30的整個露出面被氧化硅薄膜30a覆蓋。結(jié)果，活性層用晶片10的露出的氧化膜變厚。這樣，在形成粘合晶片30時不必進行粘合熱處理，是由于后面對活性層用晶片10實施表面磨削，并且只對SOI層10A實施外周除去研磨。由于不進行外周部的磨削和腐蝕，故即使是在室溫下的接合狀態(tài)也能充分確保接合強度。
接著，通過紅外線進行空穴檢查。所謂空穴，是指在活性層用晶片10與支承基片用晶片20的粘合界面之間因粘合不良而發(fā)生的空隙缺陷。對于合格品的粘合晶片30，通過#300～#2000樹脂結(jié)合劑磨削磨具從其表面?zhèn)葘钚詫佑镁?0進行表面磨削(圖1(c))。此時，表面磨削量為700μm左右，通過加工厚度被減薄的活性層用晶片10的厚度為20μm左右。粘合晶片30的TTV為1μm以下。
然后，使用晶片外周加壓夾具50，在厚度被減薄的活性層用晶片10的磨削面上，實施將粘合時產(chǎn)生的外周部的粘合不良部分除去、留下中央部而制成SOI層10A的外周除去研磨(圖1(d))。
首先，參照圖2及圖3，詳細地說明晶片外周加壓夾具50。
晶片外周加壓夾具50備有夾具主體51，一體形成于夾具主體51的外周部的下面?zhèn)取⑹贡砻婺ハ骱蟮幕钚詫佑镁?0的外周部比中央部更向研磨面一側(cè)突出變形的環(huán)狀的突條部51a，和粘貼在夾具主體51的上表面的雙面膠帶52。
夾具主體51為PEEK等的硬樹脂制，具有厚壁的圓盤形狀。將雙面膠帶52的一個面粘貼在該夾具主體51的上表面上。夾具主體51的比突條部51a靠內(nèi)側(cè)的區(qū)域形成從背面對粘合晶片30的中央部一帶加壓的晶片加壓部分。該區(qū)域的大小即粘合晶片30的加壓面51b的大小，相對于直徑200mm的粘合晶片30，以1.0mm左右對晶片外周部、以3.0mm左右對凹口部進行外周除去研磨的情況下，凹口部分的直徑約為197mm，其它部分約為199mm。粘合晶片30通過真空吸附被保持在加壓面51b上。
在突條部51a的內(nèi)周面的一部分上，經(jīng)由支承基片用晶片20的凹口部，形成使活性層用晶片10的凹口部比活性層用晶片10的中央部更向研磨面一側(cè)突出變形的凹口加壓部51c。
突條部51a的前端面的內(nèi)周部分為向夾具主體51的中心部高度逐漸變低的錐面51d。錐面51d的傾斜角度θ為30°。其中，傾斜角度可以在0.1°～90°內(nèi)適當?shù)卦O(shè)定。
晶片外周加壓夾具50通過雙面膠帶52粘貼在單片式研磨裝置40的研磨頭41的下表面上。然后，經(jīng)由晶片外周加壓夾具50保持表面磨削后的粘合晶片30，并使活性層用晶片10一側(cè)向下。接著，將活性層用晶片10的磨削面推壓到經(jīng)由海綿橡膠貼附在研磨平臺42的上表面上的研磨布43上，將晶片外周部除去。由此，去除了活性層用晶片10的粘合不良部分。研磨布43為ロデ-ル社制的軟質(zhì)無紡布襯墊、Suba600(Asker硬度80°)。
在進行外周除去研磨時，研磨頭41的旋轉(zhuǎn)速度為60rpm，研磨平臺42的旋轉(zhuǎn)速度為120rpm。此時，活性層用晶片10經(jīng)由晶片外周加壓夾具50而相對于研磨布43的中央部的研磨壓力為0kg/cm2左右，活性層用晶片10的外周部的研磨壓力為500kg/cm2左右。由此，晶片外周部的研磨速率為5～10μm/分左右，晶片中央部的研磨速率為0μm/分左右。研磨量在活性層用晶片10的中央部為0μm左右，在晶片外周部為使該部分的活性層用晶片10消失的20μm左右。含有研磨磨粒的研磨劑(膠態(tài)硅石)的供給量為1800ml/分。
這樣，由于沒有在粘合熱處理后的粘合晶片30的活性層用晶片10一側(cè)進行外周磨削，而是直接進行表面磨削將活性層用晶片10減薄、然后對活性層用晶片10實施除去粘合時產(chǎn)生的外周部的粘合不良部分而留下中央部來制成SOI層10A的外周除去研磨，所以能夠省略以前所需要的外周磨削以及外周腐蝕。結(jié)果，削減了粘合SOI基片的制造工序數(shù)，隨之也縮短了粘合SOI基片的制造時間。得到的SOI層10A的厚度為15～20μm左右，其TTV也為1～5μm左右。
此外，通過實施這種外周除去研磨，能夠消除現(xiàn)有技術(shù)中的提高晶片質(zhì)量的課題，即，起因于SOI層的外周腐蝕而發(fā)生的向支承基片用晶片的外周面的腐蝕麻點，以及在外周腐蝕后起因于從SOI層外周部飛散的氧化硅薄膜的胡須狀的切削余留部分而發(fā)生的SOI層的污染或損傷等。由此提高了粘合SOI基片的成品率。結(jié)果，能夠降低粘合SOI基片的制造成本。進而，能夠簡單地制成以前方法難以制成的形成有具有凹口的SOI層的粘合SOI基片。由此，與具有取向面的SOI層的情況相比，能夠擴大SOI層10A的器件形成面積。
進而，由于SOI層10A的外周部不是以前那樣通過堿性腐蝕、而是通過機械的研磨(外周除去研磨)除去的，所以即使在SOI層10A的外周緣面中的、以凹口為基準向周向90度的倍數(shù)以外的區(qū)域、即結(jié)晶方位不均勻的區(qū)域，也不會發(fā)生起因于各向異性腐蝕的鋸齒。因此，能夠遍及其全周而光滑地形成SOI層10A的外周緣面。
這樣得到的粘合SOI基片，如圖1(e)、圖1(e1)所示，SOI層10A的外周面，成為從SOI層10A的表面的外周緣到除去了支承基片用晶片20的粘合不良部分的粘合界面的外周緣得到了研磨的錐面。并且，在SOI層10A的外周部的一部分上形成有凹口。此外，如圖1(e2)所示，也有將支承基片用晶片20的周邊的氧化硅薄膜30a研磨的情況。
進而，由于這樣利用晶片外周加壓夾具50，使厚度被減薄的活性層用晶片10的外周部比中央部更向研磨面一側(cè)突出變形，所以只要將晶片外周加壓夾具50固定在已有的研磨裝置40的研磨頭41的下表面上，就能夠進行作為第1實施例的特征的外周除去研磨。
接下來為了使SOI層10A的TTV成為1μm以下，對這樣制成的粘合SOI基片，實施高精度低傷害的平面磨削或者利用未圖示的兩面研磨裝置進行的高精度研磨，并進行規(guī)定的加工直到SOI層10A的層厚為5～10μm左右。接著，通過未圖示的單片式研磨裝置，將SOI層10A的層厚精加工為最終目標值3μm。
根據(jù)需要，實施增強粘合晶片30的粘合強度并從SOI層10A的表面除去COP、氧析出物、OSP等的結(jié)晶缺陷的熱處理(以下稱為無缺陷熱處理)。具體而言，在1200℃、H2氣體氣氛中進行1小時熱處理。這樣，由于在對SOI層10A的中央部進行研磨后實施熱處理，所以能夠?qū)嶋H上使SOI層10A的表面成為不存在結(jié)晶缺陷的無缺陷表面。并且，也增強了粘合晶片30的粘合強度。
然后，將得到的粘合SOI基片洗凈，打包到晶片箱等中以后，向器件廠商出貨。
在此，參照圖4～圖13，例示與該第1實施例的晶片外周加壓夾具50不同構(gòu)造的晶片外周加壓夾具。
圖4及圖5所示的晶片外周加壓夾具50A，是能夠?qū)哂腥∠蛎娴恼澈暇?0進行外周除去研磨的構(gòu)成的例子。在突條部51a的錐面51d的一部分上，朝著加壓面51b的中心部突設(shè)有取向面加壓部51e，該取向面加壓部51e經(jīng)由支承基片用晶片20使活性層用晶片10的取向面部比活性層用晶片10的中央部更向研磨面一側(cè)突出變形。其它的構(gòu)成、作用及效果與上述第1實施例的晶片外周加壓夾具50大致相同。
此外，圖6及圖7所示的晶片外周加壓夾具50B，是在錐面51d的一部分上形成有取向面加壓部51e，對具有取向面的粘合晶片30進行外周除去研磨的夾具，并且使突條部51a的錐面51d成為從突條部51a的前端部的外周緣一直到達突條部51a的根部的內(nèi)周緣的寬度較寬的錐面。其它的構(gòu)成、作用及效果與上述第1實施例的晶片外周加壓夾具50大致相同。
接著，圖8及圖9所示的晶片外周加壓夾具50C，是將夾具主體51厚壁化、而用雙面膠帶52將夾具主體51粘接在研磨頭41上，并且在突條部51a的外周側(cè)設(shè)有將具有凹口的支承基片用晶片20存放、保持的環(huán)狀的模板51f的例子。夾具主體51、突條部51a和模板51f用相同材料一體地形成。通過設(shè)置模板51f，能夠提高外周除去研磨時的粘合晶片30的保持力。此時，優(yōu)選為使粘合晶片30在模板51f內(nèi)的游隙量盡可能小。這樣，就能夠在粘合晶片30的外周部的整個區(qū)域中使晶片半徑方向的除去寬度均勻。
其它的構(gòu)成、作用及效果，是可以從上述第1實施例的晶片外周加壓夾具50推測的范圍，省略詳細說明。
進而，圖10及圖11所示的晶片外周加壓夾具50D，是具有取向面的粘合晶片30用的夾具、并在其上設(shè)有上述模板51f的例子。其它構(gòu)成、作用及效果與上述晶片外周加壓夾具50的大致相同。
再者，圖12及圖13所示的晶片外周加壓夾具50E，是使突條部51a的錐面51d成為從突條部51a的前端部的外周緣一直達到突條部51a的根部的內(nèi)周緣的寬度較寬的錐面、并且設(shè)置有模板51f的例子。在錐面51d的一部分上形成有凹口加壓部51c。其它的構(gòu)成、作用及效果與上述晶片外周加壓夾具50的情況大致相同。
圖14所示的晶片外周加壓夾具50F，是將夾具主體51與外嵌于形成在研磨頭41的下部的環(huán)狀槽41a中的模板51f共同使用的例子。模板51f與上述晶片加壓夾具50C的模板同樣，是將具有凹口的支承基片用晶片20存放、保持的型式。突條部51a與模板51f用相同的材料一體地形成。圖中，θ是突條部51a的錐面51d的傾斜角度。
由于夾具主體51為環(huán)狀，所以研磨頭41的下部成為晶片加壓部分。粘合晶片30被直接真空吸附在該研磨頭41的下表面上。
其它的構(gòu)成、作用及效果，是可以從上述第1實施例的晶片外周加壓夾具50推測的范圍，省略說明。
圖15及圖16表示晶片外周加壓夾具50、50A～50E中的突條部51a的錐面51d的傾斜角度θ。其中，圖15表示與晶片外周加壓夾具50、50A、50C、50D同型式的錐面51d的傾斜角度θ。此外，圖16表示與晶片外周加壓夾具50B、50E同型式的錐面51d的傾斜角度θ。
接著，參照圖17～圖22說明本發(fā)明的第2實施例。
第2實施例的特征點是在第1實施例的外周除去研磨后，僅對粘合晶片30的外周部中的周向的一部分進行再研磨(第2次研磨)，實施將該部分的活性層10A除去的外周局部除去研磨。
進行再研磨的粘合晶片30的具體的部分是取向面附近。通過實施這種外周局部除去研磨，支承基片用晶片20的取向面附近的臺部的寬度d變寬，在此印刻硬激光標識M(圖19)。在外周局部除去研磨中使用晶片局部除去加壓夾具60。
在此，詳細地說明晶片局部除去加壓夾具60。
晶片局部除去加壓夾具60備有夾具主體61，和一體地形成在夾具主體61的保持粘合晶片30一側(cè)的面上、僅使活性層10A的外周部中想要除去的部分向研磨面一側(cè)突出變形的局部突出部62。
夾具主體61為PEEK等的硬樹脂制，具有厚壁的圓盤形狀。將雙面膠帶52的一個面粘貼在夾具主體61的上表面上。在夾具主體61的外周部的下表面上遍及全周一體地形成環(huán)狀的突條部61a。其中，在夾具主體61的外周部的下表面的除了取向面附近以外的部分上，固接著具有大致C字形狀的陶瓷制的防磨損框61b。此外，在突條部61a的取向面部分上，通過將該部分厚壁化，一體地形成將粘合晶片30的取向面部從外側(cè)導引的取向面導向裝置61c。此外，比突條部61a靠內(nèi)側(cè)的區(qū)域成為從背面對粘合晶片30的中央部一帶加壓的加壓部分。該區(qū)域的大小、即粘合晶片30的加壓面61d的大小，為相對于直徑200mm的粘合晶片30、可將其取向面部分進行外周局部除去研磨4mm左右的大小。在加壓面61d的取向面部分上，一體形成了將支承基片用晶片20的臺部分的寬度d擴大到4mm的局部突出部62。局部突出部62是鄰接于取向面導向裝置61c而形成的高度0.2mm的平坦的隆起部。如果將粘合晶片30真空吸附在加壓面61d上，則通過局部突出部62，使粘合晶片30的取向面部比活性層用晶片10的中央部更向研磨面一側(cè)突出變形，從突條部61a的下端面突出一些。在加壓面61d的中央部上形成有與負壓力發(fā)生裝置(未圖示)的給氣部連通的5個分開配置的吸引口61e……。
在進行外周局部除去研磨時，使研磨頭41以60rpm旋轉(zhuǎn)，使研磨平臺42以60rpm旋轉(zhuǎn)。此時，經(jīng)由晶片局部除去加壓夾具60的對研磨布43的活性層用晶片10的中央部的研磨壓力為0kg/cm2左右，活性層用晶片10的取向面部分的研磨壓力為500kg/cm2左右。由此，取向面部分的研磨速率為5～10μm/分，晶片中央部的研磨速率為0μm/分。研磨量在活性層用晶片10的中央部為0μm左右，在晶片外周部為僅使取向面部分的活性層用晶片10消失寬度d(4mm)的20μm左右。含有研磨磨粒的研磨劑(膠態(tài)硅石)的供給量為1800ml/分。
這樣，由于實施了外周局部除去研磨，所以在晶片外周部中的取向面附近將活性層10A的一部分較大地除去，在晶片外周部的傾斜面上形成寬度較寬的部分。因此，即使在該寬度較寬的部分上刻設(shè)激光標識M，照射的激光的影響也難以達到活性層10A。結(jié)果，能夠抑制印激光標識時從活性層10A的發(fā)塵。
其它的構(gòu)成、作用及效果與上述第1實施例的晶片外周加壓夾具50大致相同，所以省略說明。
圖20～圖22所示的晶片局部除去加壓夾具60A，是構(gòu)成為能夠?qū)哂邪伎诘恼澈暇?0進行外周局部除去研磨的例子。在突條部61a的凹口部分上，通過將該部分厚壁化為仰視半圓形狀，一體地形成了將粘合晶片30的凹口部從外側(cè)進行導引的凹口導向裝置61f。此外，在加壓面61d的凹口部分上，一體地形成將支承基片用晶片20的臺部的寬度d1擴大到4mm的局部突出部62A。局部突出部62A為鄰接于凹口導引裝置61f而形成的高度0.2mm的平坦的隆起部。其它的構(gòu)成、作用及效果與上述第1實施例的晶片外周加壓夾具50大致相同。
雖然在圖中未作說明，但為了分別減小粘合晶片在晶片外周加壓夾具或在晶片局部除去加壓夾具的內(nèi)部中的游隙量，也可以將粘合晶片在晶片外周加壓夾具內(nèi)分別夾緊。
此外，在這些實施例中，以將活性層用晶片與支承基片用晶片粘合、然后通過表面磨削等將活性層用晶片厚度減薄而制成活性層的粘合SOI基片為例進行了說明。但是，本發(fā)明并不限定于此，也可以適用于例如通過智能剝離法制作的粘合基片。此外，也可以適用于通過ELTRAN法或SiGen法制作的粘合基片。
在這種情況下，在通過智能剝離法、ELTRAN法或SiGen法制作粘合基片時，在將活性層用晶片與支承基片用晶片粘合后，將粘合側(cè)的部分留在支承基片用晶片上而將活性層用晶片除去，在支承基片用晶片的一個面上形成活性層。接著，從該活性層用晶片的除去面一側(cè)對活性層進行除去外周部并留下中央部的研磨(外周除去研磨)。而且，不僅適用于粘合晶片，也能夠適用于將各種基片的周邊部分進行研磨的情況。
如以上那樣，根據(jù)本發(fā)明，由于采用了將活性層用晶片的外周部的粘合不良部分除去而留下中央部的外周除去研磨作為表面磨削后的研磨，所以可以省略以前的活性層用晶片的外周磨削、活性層的外周腐蝕。由此，能夠削減粘合基片的制造工序數(shù)，能夠縮短粘合基片的制造時間。
此外，由于實施外周除去研磨，所以能夠消除因外周腐蝕而在支承基片用晶片的外周面上產(chǎn)生的腐蝕麻點、以及因活性層的外周部的氧化硅薄膜的切削余留部分而發(fā)生的活性層的污染或損傷等，結(jié)果，能夠提高粘合基片的成品率。從而能夠降低粘合基片的制造成本。并且能夠簡單地制成用以前的方法難以制成的、形成有具有凹口的形狀活性層的粘合基片。
進而，由于沒有使用堿性腐蝕液，所以即使在活性層的外周緣面中的結(jié)晶方位不均勻的區(qū)域，也不會發(fā)生起因于各向異性腐蝕的鋸齒。因此，能夠使活性層的外周緣面遍及其全周地光滑。
并且，由于利用晶片外周加壓夾具來實施外周除去研磨，所以即使是已有的研磨裝置，也能夠容易地實施本發(fā)明的外周除去研磨。
此外，在外周除去研磨后，如果使用晶片局部除去加壓夾具來實施外周局部除去研磨，則在晶片外周部中的其周向的一部分、例如取向面部或凹口部等上，將活性層的一部分較大地除去而在傾斜面上形成寬度較寬的部分。因此，在該寬度較寬的部分上即使實施激光標記，照射的激光的影響也難以達到活性層。結(jié)果，能夠抑制作激光標記時從活性層產(chǎn)生發(fā)塵。
進而，通過在對活性層用晶片實施表面磨削，并且對活性層的外周部實施外周除去研磨，在室溫下將活性層用晶片與支承基片用晶片粘合后，即使不進行粘合強化熱處理，也能夠不使晶片周邊部分剝落而形成粘合晶片。結(jié)果，通過在對活性層的中央部進行研磨后實施還原性氣氛或惰性氣氛下的熱處理，即使不在粘合熱處理之外另外實施這些氣氛中的熱處理，也能夠?qū)⒔Y(jié)晶缺陷從活性層的表面除去。即、能夠使活性層的表面成為無缺陷表面。
工業(yè)實用性如以上那樣，有關(guān)本發(fā)明的粘合基片及其制造方法、以及其中使用的晶片外周加壓夾具類，作為將活性層與支承基片用晶片粘合的粘合基片用，或者作為具有SOI構(gòu)造的粘合基片用，再者作為通過智能剝離法、ELTRAN法或SiGen法制作的粘合基片是有用的。
權(quán)利要求
1.一種粘合基片，是將活性層與從背面?zhèn)葘ζ渲С械闹С谢镁澈系恼澈匣?，上述活性層的外周面，是從該活性層的表面的外周緣到上述支承基片用晶片的除去了粘合不良部分的粘合界面的外周緣、或者從上述活性層的表面的外周緣到支承基片用晶片的外周緣進行了研磨的傾斜面。
2.如權(quán)利要求1所述的粘合基片，在上述活性層的表面上不存在結(jié)晶缺陷。
3.如權(quán)利要求1或2所述的粘合基片，上述進行了研磨的傾斜面的寬度在晶片周向上部分地不同。
4.如權(quán)利要求3所述的粘合基片，上述傾斜面中的寬度寬的部分為凹口部或取向面部。
5.如權(quán)利要求1～4中任一項所述的粘合基片，上述粘合基片是在上述活性層與支承基片用晶片之間形成有埋入氧化膜的粘合SOI基片。
6.一種粘合基片的制造方法，備有將活性層用晶片與支承基片用晶片粘合的粘合工序，增強該通過粘合所制作的粘合晶片的粘合強度的熱處理工序，對該粘合晶片的活性層用晶片一側(cè)進行表面磨削，并將該活性層用晶片厚度減薄做成活性層的表面磨削工序，和在該活性層上進行從其表面磨削面一側(cè)將外周部的粘合不良部分除去、留下中央部的研磨的外周除去研磨工序。
7.如權(quán)利要求6所述的粘合基片的制造方法，取代上述粘合后的熱處理，而在上述外周除去研磨后實施研磨上述活性層的中央部的中央研磨工序，和在該中央部的研磨后，在還原性氣氛或惰性氣氛中的熱處理，以增強上述粘合晶片的粘合強度，并將結(jié)晶缺陷從上述活性層的表面除去。
8.一種粘合基片的制造方法，是利用智能剝離法(smart cut)、或ELTRAN法、或SiGen法所形成的粘合基片的制造方法，備有將活性層用晶片與支承基片用晶片粘合的粘合工序，在該粘合后、將粘合側(cè)的部分留在支承基片用晶片上而將活性層用晶片除去、并在上述支承基片用晶片的一個面上形成活性層的活性層用晶片除去工序，和在該活性層上進行從該活性層用晶片的除去面一側(cè)將外周部除去、留下中央部的研磨的外周除去研磨工序。
9.如權(quán)利要求6～8中任一項所述的粘合基片的制造方法，在上述外周除去研磨工序中，上述活性層的外周部的研磨速率比其中央部的研磨速率大。
10.如權(quán)利要求9所述的粘合基片的制造方法，上述活性層的外周部的研磨壓力比其中央部的研磨壓力大。
11.如權(quán)利要求10所述的粘合基片的制造方法，使用使上述活性層的外周部比其中央部更向研磨面一側(cè)突出變形的晶片外周加壓夾具來進行上述外周除去研磨工序。
12.如權(quán)利要求6～11中任一項所述的粘合基片的制造方法，具有在進行了上述外周除去研磨之后，僅對上述粘合晶片的外周部中的周向的一部分進行再研磨、并將該部分的活性層除去的外周局部除去研磨工序。
13.如權(quán)利要求12所述的粘合基片的制造方法，使用僅使上述活性層外周部中的、想要除去的部分向研磨面一側(cè)突出變形的晶片局部除去加壓夾具來進行上述外周部分除去研磨工序。
14.一種晶片外周加壓夾具，是介于在與研磨布的對置面上保持有半導體晶片的研磨頭與上述半導體晶片之間的晶片外周加壓夾具，備有夾具主體，和形成在該夾具主體的保持半導體晶片的一側(cè)的面上、使上述半導體晶片的外周部比中央部更向研磨面一側(cè)突出變形的環(huán)狀突條部。
15.如權(quán)利要求14所述的晶片外周加壓夾具，在上述突條部上形成有使形成在上述半導體晶片的外周部上的凹口部比上述半導體晶片的中央部更向研磨面一側(cè)突出變形的凹口加壓部。
16.如權(quán)利要求14所述的晶片外周加壓夾具，在上述突條部上形成有使形成在上述半導體晶片的外周部上的取向面部比上述半導體晶片的中央部更向研磨面一側(cè)突出變形的取向面加壓部。
17.一種晶片局部除去加壓夾具，是介于使上述活性層一側(cè)向著研磨布而保持有粘合了活性層與支承基片用晶片的粘合晶片的研磨頭、與上述粘合晶片之間的晶片局部除去加壓夾具，備有夾具主體，和形成在該夾具主體的保持粘合晶片的一側(cè)的面上、僅使上述活性層的外周部中想要除去的部分向研磨面一側(cè)突出變形的局部突出部。
18.如權(quán)利要求17所述的晶片局部除去加壓夾具，上述夾具主體以及/或者局部突出部中的至少與研磨布接觸的部分由比其它部分更難研磨的材質(zhì)形成。
全文摘要
一種通過在表面磨削后進行除去活性層的外周部的粘合不良部分的粘合基片、其制造方法、晶片外周加壓夾具類。在表面磨削后，對粘合晶片(30)的活性層用晶片(10)一側(cè)實施除去外周部而留下中央部的外周除去研磨。從而省去以前的外周磨削、外周腐蝕。并且，能夠消除因外周腐蝕而導致的晶片(20)的外周面的腐蝕麻點、因氧化硅薄膜(10a)的切削余留而導致的SOI層(10A)的污染及損傷，能謀求高成品率、低成本。
文檔編號H01L21/762GK1639869SQ0380490
公開日2005年7月13日 申請日期2003年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月20日
發(fā)明者富田真一, 吉丸浩二 申請人:三菱住友硅晶株式會社