试验用晶圆及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种试验用晶圆及其制造方法。提供能够模拟实际器件的发热的试验用晶圆及其制造方法。试验用晶圆用于模拟晶圆上的器件的发热，该试验用晶圆具有硅晶圆以及与硅晶圆的表面接合的硅加热器。

Test wafer and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
试验用晶圆及其制造方法
本专利技术涉及一种试验用晶圆及其制造方法。
技术介绍
在半导体制造工艺中，在半导体晶圆(下面，简称为晶圆。)上形成大量的具有规定的电路图案的器件(IC芯片)。对所形成的器件进行电特性等的检查，并区分为良品和次品。例如在各器件被分割前的晶圆的状态下使用检查装置来进行器件的检查。器件的检查装置具备具有大量的针状的探针的探针卡、用于载置晶圆的载置台以及试验仪(参照专利文献1)。该检查装置使探针卡的各探针接触与器件的电极对应地设置的电极焊盘、焊料凸块(bump)，将来自器件的信号传递至试验仪来检查器件的电特性。另外，关于专利文献1的检查装置，在检查器件的电特性时，为了重现该器件的安装环境，通过载置台内的制冷剂流路、加热器来控制载置台的温度。近来，在IC中，导向为高速化、高集成化，因此，在晶圆上形成的器件的发热量增大，其吸热方法成为重要的技术。在器件的检查装置中，在验证吸热方法的基础上，如何能够模拟器件的实际的发热状况成为重要的技术。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平10-135315号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本公开提供能够模拟实际器件的发热的试验用晶圆及其制造方法。用于解决问题的方案本公开的一个方式所涉及的试验用晶圆为用于模拟晶圆上的器件的发热的试验用晶圆，具有硅晶圆以及与所述硅晶圆的表面接合的硅加热器。专利技术的效果根据本公开，能够提供能够模拟实际器件的发热的试验用晶圆及其制造方法。附图说明图1是表示一个实施方式所涉及的试验用晶圆的截面图。图2是表示试验用晶圆的制造方法的一例的示意图。图3是表示在检查装置中使用的、能够加热/冷却的载物台装置的一例的截面图。图4是表示试验用晶圆的具体例的俯视图。图5是表示试验用晶圆的其它的具体例的俯视图。具体实施方式下面，参照附图来说明实施方式。<背景和概要>在用于检查晶圆上的器件的检查装置中，要求模拟实际的器件的实际的发热状况。另外，也需要掌握实际器件在实际动作时为怎样的发热状况。因此，如果存在用于模拟晶圆上的实际器件的发热状况的试验用(治具用)晶圆则较为便利，但是并不存在这样的试验用晶圆。另外，当与实际的器件同样地使用半导体光刻技术来模拟器件时，需要花费数千万日元左右的费用以及半年左右的制作期间。因此，本专利技术人针对能够模拟实际器件的发热状况的试验用晶圆进行了研究。由于实际器件的电路是在硅晶圆上由薄膜精细地形成的，因此实现非常快速的热响应。因此，在用加热器来模拟这种非常快速的热响应的情况下，作为加热器，要求为低热容量且高热密度的加热器。另外，如果考虑到加热器是与硅晶圆接合来使用的，则要求加热器与硅晶圆的热阻低。作为以往所使用的加热器，有聚酰亚胺加热器(polyimideheater)、硅加热器(siliconeheater)、云母加热器(micaheater)等。聚酰亚胺加热器、硅加热器能够薄至0.2mm左右，但一般来说加热器的耐热温度受绝缘材料的耐热性的限制，聚酰亚胺加热器为250℃左右、硅加热器为200℃左右，难以实现高密度化。另外，云母加热器的耐热温度为600℃左右，但由于其脆性而需要1mm左右的厚度，因此热容量增大而难以实现高速响应。因此，进一步研究的结果，得出以下结论：作为能够模拟实际器件的热响应性的加热器，以硅作为发热体的硅加热器是有效的。硅本身的电阻率通常为1×103Ω·cm左右，作为加热器的发热密度低。然而，掺杂了杂质的硅(单晶硅)通过调节掺杂的材料以及掺杂量等能够控制在0.2Ω·cm左右，绝缘能够通过对表面进行氧化来实现。另外，也能够薄至0.2mm左右，还能够降低硅晶圆之间的热阻。因此，硅加热器适合作为用于模拟实际器件的发热状况的加热器，通过将这样的硅加热器与硅晶圆接合，能够实现用于模拟实际器件的发热状况的试验用晶圆。此外，上述的硅加热器是使用金属(例如，不锈钢(SUS)、Ni、W等)来作为发热体并使用硅树脂(硅氧烷聚合物)来作为绝缘材料的硅加热器。这点与使用在硅单晶中掺杂微量杂质所得之物来作为发热体并使用将硅的表面氧化得到的氧化硅来作为绝缘材料的本公开的硅加热器不同。<试验用晶圆>下面，说明试验用晶圆的实施方式。图1是表示一个实施方式所涉及的试验用晶圆的截面图。试验用晶圆1用于模拟实际的晶圆的发热状况，具有作为基底的例如300mm的硅晶圆2以及与硅晶圆2的表面接合的硅加热器3。在硅晶圆2的表面的硅加热器3的附近，接合有由二极管形成的温度监视元件4。但是，温度监视元件4并非必需的。硅加热器3用于对在实际晶圆上形成的器件进行热模拟，形成为正方形或矩形。硅加热器3的大小根据作为对象的器件而被适当设定。另外，优选厚度形成为薄至0.1mm～0.5mm，例如0.2mm左右，使得热容量尽可能小。此外，在图1中，将硅加热器3的接合位置设为硅晶圆2的中央，但并不限于此。另外，硅加热器3的个数并不限于1个，例如，在针对实际的晶圆通过检查装置同时进行2个以上的器件的检查的情况下的模拟中，形成与该器件的个数相当的数量的硅加热器3。硅的电阻率通常为1×103Ω·cm左右，作为加热器的发热密度低。然而，硅能够通过掺杂杂质来控制电阻值。在将硅设为N型半导体的情况下，例如掺杂磷、砷，在设为P型半导体的情况下，例如掺杂硼、镓。准备在硅的晶体生长阶段掺杂这样的杂质并将电阻管理为例如0.2Ω·cm左右得到的硅晶圆并如上述那样加工为正方形或矩形状并且薄至0.2mm左右，来作为硅加热器3。通过由热氧化处理在表面形成热氧化膜来实现硅加热器3的绝缘。在硅加热器3形成有电极5，对电极5供电，由此硅加热器3发热。能够基于由构成温度监视元件4的二极管测定出的温度来控制硅加热器3的加热温度。此外，6是构成温度监视元件4的二极管的电极。关于硅加热器3与作为基底的硅晶圆2的接合，能够通过在对接合面进行研磨并用硝酸等进行清洗后将接合面之间贴合并加热来进行。关于此时的接合，也能够加热至1000℃左右来通过扩散接合而进行接合，但以下那样的方法是优选的。即，是借助基于羟基(-OH)的氢键来进行共价键结合的方法。例如，如图2的(a)所示，对硅晶圆2以及硅加热器3的彼此的接合面进行等离子体处理来形成悬挂键，在接合面上大量生成羟基以活化表面。接下来，如(b)所示，将硅晶圆2与硅加热器3贴合，借助OH基来进行氢键结合。之后，如(c)所示，通过以例如200℃左右来进行加热处理，产生脱水反应，最终如(d)所示那样，通过共价键结合来对两者进行接合。通过以上那样的方法，能够以200℃左右的低温来对硅晶圆2和硅加热器3进行接合。此时的加热温度优选350℃左右。共价键结合的结合力非常强，与扩散接合的情况同样，硅晶圆2与硅加热器3之间的界面的热传导率为与本体(bulk)状态同等的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种试验用晶圆，用于模拟晶圆上的器件的发热，/n该试验用晶圆具有：/n硅晶圆；以及/n硅加热器，其与所述硅晶圆的表面接合。/n

【技术特征摘要】
20181129 JP 2018-2239591.一种试验用晶圆，用于模拟晶圆上的器件的发热，
该试验用晶圆具有：
硅晶圆；以及
硅加热器，其与所述硅晶圆的表面接合。


2.根据权利要求1所述的试验用晶圆，其特征在于，
所述试验用晶圆被用作治具用晶圆，用于载置于进行晶圆的检查的检查装置的载物台来验证所述载物台的吸热特性。


3.根据权利要求2所述的试验用晶圆，其特征在于，
还具有温度监视元件，该温度监视元件与所述硅晶圆的表面接合。


4.根据权利要求1～3中的任一项所述的试验用晶圆，其特征在于，
所述硅加热器通过掺杂杂质来被控制了电阻率。


5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：河西繁，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP