フュージョンボンディングとシリコンナノ表面粗さの関係
出典: finemems
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シリコンフュージョンボンディングにおいて、ナノ表面粗さがその品質に影響を与えるのは容易に想像できる。しかしながら、ナノ表面粗さの評価にはRaやRMSなど様々な評価方法があり、そのうちのどれが最も重要なのかがわからない。例えば、図に示すように、RMSが等しい二つの面でも、ボンディングの容易さは全く異なる。それゆえRMSを指標とはできない。本論文では、ウエハ表面からある深さ以上に存在する表面の比（ベアリング比）をその指標とすることを提案し、さらにベアリング比と、コンタクト時のボンディングエネルギを定量的に結びつけ、その有効性を示した。 特に、シリコンフュージョンボンディングの場合、表面から1.4nm以上のベアリング比が特に重要であることをしめした。よって、ウエハのクオリティを評価する際には、ベアリング比を用いるべきである。
対象材料
シリコン
装置
条件
表面粗さが異なるウエハは、BHFもしくはBHFとKOHによるエッチングにより製作（BHF、KOHによるシリコン表面の粗化を参照）。
禁則事項
留意事項
フュージョンボンディングには、スケールに応じた影響項目がある。
ナノ：ナノ表面粗さ、表面化学（親水／疎水、表面材料など）
マイクロ：マイクロ表面粗さ（micro waviness：ウエハ製作時に発生）
マクロ：マクロ表面粗さ（macro waviness）、ウエハの反り、ウエハ厚さ
多層集積：ウエハ厚さ、表面清浄度（プロセスによる影響など）
文献情報，参考文献
N.Miki, S.M. Spearing, "Effect of nanoscale surface roughness on the bonding energy of direct-bonded silicon wafers," JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, vol.94, no.10, pp.6800-6806, 2003.
コメント
定量的にナノ表面粗さとボンドクオリティを結びつけたのは、本論文が初めてである。
