專利名稱：使用熱機(jī)械作用通過修整制造多層結(jié)構(gòu)的過程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過將至少一層轉(zhuǎn)移到支撐件上制成的多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)或襯底(也被稱為多層半導(dǎo)體晶片)的制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
多層結(jié)構(gòu)的制造一般包括將諸如硅或SOI (絕緣體上硅)晶片之類的第一晶片直接晶片鍵合或熔接鍵合(fusion bonding)到諸如由硅或藍(lán)寶石制成的第二晶片或支撐件上，鍵合強(qiáng)化退火以及減薄第一晶片以便形成轉(zhuǎn)移到第二晶片上的層。本發(fā)明更特別涉及由于鍵合強(qiáng)化退火的溫度限制而具有相對較弱的鍵合界面的多層結(jié)構(gòu)。在完成直接晶片鍵合之后，通常對結(jié)構(gòu)進(jìn)行退火以便加強(qiáng)兩個晶片之間的鍵合， 即增大兩個晶片之間的鍵合的表面能。鍵合強(qiáng)化退火的溫度越高，得到的鍵合或粘附能量越大。現(xiàn)在，鍵合退火溫度必須被限制在相對較低的值的多層結(jié)構(gòu)存在幾種情況。第一種情況涉及被稱為“異質(zhì)”多層結(jié)構(gòu)的制造，異質(zhì)是指兩個待組裝的晶片具有不同的熱膨脹系數(shù)，例如在室溫(20°C )下相差至少10%或20%。這種異質(zhì)結(jié)構(gòu)特別為微電子學(xué)或光電子學(xué)中經(jīng)常使用的S0S(藍(lán)寶石(Al2O3)上硅)結(jié)構(gòu)。在溫度增加的過程中， 例如從200°C開始往上，兩個晶片的其中一個相對于另一個的性能變化導(dǎo)致異質(zhì)結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生應(yīng)力和/或應(yīng)變，這會導(dǎo)致晶片或?qū)?如果存在)發(fā)生分層或分離，和/或?qū)е乱r底或?qū)?(如果存在)的其中之一產(chǎn)生塑性變形和/或裂縫和/或破損。這就是是要限制這種結(jié)構(gòu)的鍵合強(qiáng)化退火的溫度的原因。第二種情況涉及多層結(jié)構(gòu)，其中第一晶片還包括部件或多個微部件的全部或一部分，如在需要將一層或多層微部件轉(zhuǎn)移到最終的支撐件上的3D集成技術(shù)的情況下，以及在電路轉(zhuǎn)移的情況下，例如在背光照明成像器的制造中。在這種情況下，必須對鍵合強(qiáng)化退火的溫度進(jìn)行限制，以免破壞微部件。特別用于形成轉(zhuǎn)移層的晶片和支撐件的邊緣通常具有倒角或圓邊，其作用是更易于進(jìn)行處理以及防止尖銳邊緣可能會發(fā)生的邊緣剝落，這種剝落是晶片表面上的顆粒污染物的來源。倒角可以是圓角或斜角的形狀。但是，這些倒角的存在阻礙了晶片之間在其外周處的良好接觸，當(dāng)如上文所述由于鍵合強(qiáng)化退火的溫度限制使得鍵合界面較為薄弱時，這種粘附的脆弱就更為顯著。因此存在第一晶片或轉(zhuǎn)移層薄弱地鍵合或者根本沒有鍵合的外周區(qū)域。第一晶片或轉(zhuǎn)移層的該外周區(qū)域必須被去除，因為其易于以不受控制的方式破裂以及通過不希望的碎片或顆粒來污染結(jié)構(gòu)。因此，一旦晶片被鍵合到支撐件上，以及所述晶片被減薄之后，對轉(zhuǎn)移層進(jìn)行修整以便去除倒角所在的外周區(qū)域。通常是通過對轉(zhuǎn)移層的暴露表面直至支撐第二晶片進(jìn)行機(jī)械加工(特別是研磨)來執(zhí)行修整。但是，深度機(jī)械修整導(dǎo)致轉(zhuǎn)移層與支撐件之間的鍵合界面以及轉(zhuǎn)移層本身這兩處出現(xiàn)脫落問題。更確切的說，在鍵合界面處，脫落問題對應(yīng)于轉(zhuǎn)移層在靠近層的外周的某些區(qū)域分層，這可以被稱為“宏觀脫落(macro peel-off)”。由于倒角的存在，在靠近層的外周處，鍵合能量較弱。因此，該修整可能在該位置導(dǎo)致層在其鍵合界面處和支撐襯底部分脫粘(debonding)。因此，出現(xiàn)的問題是，尋求一種可以在不出現(xiàn)上述缺陷的情況下修整多層結(jié)構(gòu)中的第一晶片或轉(zhuǎn)移層的過程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于通過提供一種用于制造多層結(jié)構(gòu)的過程來減輕上述缺陷，該過程包括-將第一晶片鍵合到第二晶片上，至少所述第一晶片具有倒角邊緣，鍵合界面具有小于或等于lj/m2的鍵合表面能量或鍵合能量；以及_減薄所述第一晶片，以便形成轉(zhuǎn)移層，在該過程中，在減薄所述第一晶片之前，使用砂輪來執(zhí)行修整所述第一晶片的邊緣的修整步驟，所述砂輪的工作面包括平均尺寸小于或等于18微米或者大于或等于800目 (mesh)的砂粒，使所述砂輪以大于或等于每秒鐘5微米的下降速度下降，此外在距離所述鍵和界面的高度小于或等于30 μ m處使所述砂輪停止向所述第一晶片中下降，從而執(zhí)行所述修整步驟。通過在減薄第一晶片之前對其進(jìn)行修整，以及在上文所限定的操作條件下，可以獲得第一晶片的完全修整，同時將砂輪在第一晶片中的穿透深度限定到小于第一晶片的待修整部分的總高度的深度(砂輪的下降在鍵合界面上方停止在第一晶片中)。因此避免了上述脫落問題。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在至少等于倒角邊緣所延伸的寬度的寬度上執(zhí)行修整步
馬聚ο根據(jù)本發(fā)明的一個特殊實施例，該過程在鍵合步驟之前包括至少一個在第一晶片的一側(cè)制造部件的層的步驟，所述第一晶片的該側(cè)包括鍵合到第二晶片上的部件的層。還可以執(zhí)行在所述第一晶片包括部件的第一層那一側(cè)的對側(cè)制造微部件的第二層的步驟。本發(fā)明的修整過程的適用可以通過堆疊兩個或更多個晶片來制造三維結(jié)構(gòu)，同時使晶片之間的鍵合界面的分層的風(fēng)險和部件層中的分層的風(fēng)險都最小化。其中部件層中的一個可特別包括圖像傳感器。


通過接下來參考附圖通過非限制性示例的方式對本發(fā)明的特殊實施例的進(jìn)行的描述，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將變得清楚，其中圖IA至圖IE是根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于制造多層結(jié)構(gòu)的過程的示意圖；圖2是在圖IA至圖IE所示過程中所執(zhí)行的步驟的流程圖。圖3A至圖3G是顯示執(zhí)行本發(fā)明的修整過程的三維結(jié)構(gòu)制造的示意圖；以及圖4是在圖3A至圖3G所示的三維結(jié)構(gòu)制造過程中所執(zhí)行的步驟的流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明通常適用于包括至少兩個晶片的多層結(jié)構(gòu)的修整，其中兩個晶片通過鍵合互相結(jié)合，鍵合的表面能限制在lj/m2或更小，兩個晶片的至少其中之一在其外周具有倒角或圓邊。這種多層結(jié)構(gòu)特別對應(yīng)于由具有不同熱膨脹系數(shù)的或者包括微部件的至少兩個晶片制成的結(jié)構(gòu)，其中必須對能夠使鍵合穩(wěn)定以及增大鍵合能量的鍵合強(qiáng)化退火的溫度進(jìn)行限制。本發(fā)明同樣可以應(yīng)用于晶片通過另一類鍵合(例如陽極鍵合、金屬鍵合或粘結(jié)劑鍵合，提供的鍵合能量低于lj/m2)彼此結(jié)合的多層結(jié)構(gòu)。晶片通常是圓形的，并且可以具有不同的直徑，特別是100mm、150mm、200mm或 300mm的直徑。其中一個晶片中可能已經(jīng)形成了部件，該晶片之后鍵合到作為支撐件的另一晶片上。術(shù)語“部件”在這里應(yīng)被理解為表示使用與該晶片不同且對通常用來加強(qiáng)鍵合界面的高溫敏感的材料制成的任意元件。這些部件特別對應(yīng)于構(gòu)成電子部件或者多個電子微部件的全部或一部分的元件，例如電路或觸點，或者甚至是有源層。本發(fā)明更特別但不只是適用于通過組裝第一藍(lán)寶石晶片或襯底以及諸如SOI結(jié)構(gòu)之類的包括硅的第二晶片或襯底而形成的SOS異質(zhì)結(jié)構(gòu)。在藍(lán)寶石襯底上包括硅層的異質(zhì)結(jié)構(gòu)具有特殊的優(yōu)點。SOS結(jié)構(gòu)可以制造高頻、低功耗的器件。使用藍(lán)寶石襯底還可以實現(xiàn)很好的散熱，優(yōu)于例如使用石英襯底獲得的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提出執(zhí)行修整，其中將第一晶片修整到小于所述晶片的總厚度的深度，但在特定的條件下產(chǎn)生熱機(jī)械作用，從而剝離第一晶片的待修整的剩余部分，即第一晶片的位于鍵合界面上方的末被砂輪穿透的部分。通過在工具到達(dá)第一晶片和第二晶片之間的鍵合界面之前使工具停止下降，可以避免上文所述的脫落和脫粘問題。更確切地說，在本發(fā)明中，使用砂輪來執(zhí)行修整，砂輪的工作面或作用部分包括平均尺寸小于或等于18微米或者大于或等于800目(mesh)的砂粒。砂?？梢蕴貏e為金剛石微粒。此外，砂輪的下降速度(也被稱為前進(jìn)速度)大于或等于5ym/s。這兩個參數(shù)的調(diào)整使第一晶片上的修整，特別是端部處的修整的熱和機(jī)械作用最大化，特別通過在環(huán)或者第一晶片留在砂輪下方的部分中產(chǎn)生裂縫而使其變得脆弱，因此使其更易剝離。在本發(fā)明中這些作用更重要的是，在減薄第一晶片之前執(zhí)行修整，因此在修整過程中去除大量的材料，能夠在修整結(jié)束時獲得顯著的熱機(jī)械作用。與砂輪在第一晶片的修整過程中至少下降到鍵合界面的現(xiàn)有技術(shù)不同，在本發(fā)明中，砂輪停止在鍵合界面上方的確定的高度。更確切地說，調(diào)節(jié)砂輪進(jìn)入第一晶片的穿透深度(也被稱為“目標(biāo)深度”)，以便在距離鍵合界面30 μ m以下處，優(yōu)選在距離鍵合界面20 μ m 以下處，使砂輪停止向第一晶片中下降。通常，在距離鍵合界面的高度在30 μ m和10 μ m之間處停止砂輪的下降。如上文所述的修整過程中的熱機(jī)械作用的最大化以及兩層之間的鍵合界面的薄弱使得即使第一晶片沒有被砂輪磨削整個厚度，也可以通過剝離待修整的剩余部分來獲得第一晶片完全修整。現(xiàn)在結(jié)合圖IA至圖IE以及圖2來描述修整過程的一個實施方式。參考圖IA至IE以及圖2描述的是用于由第一晶片或初始襯底110(頂部)以及第二晶片或支撐襯底120 (底部)制造SOS異質(zhì)結(jié)構(gòu)的過程。第一晶片110在其外周包括頂部倒角117a和底部倒角117b。類似地，第二晶片120在其外周包括頂部倒角127a和底部倒角127b。第一晶片110的厚度大約介于600和900 μ m之間。如圖IA所示，第一晶片110由SOI結(jié)構(gòu)構(gòu)成，包括也是由硅制成的支撐件113上的硅層111，在層111和支撐件113之間設(shè)置有由例如SiO2制成的隱埋氧化層112。第一晶片110的外表面還事先覆蓋有厚度在10和50nm之間的通過例如晶片表面的氧化形成的熱氧化層114，以便在后續(xù)的化學(xué)蝕刻步驟中保護(hù)晶片。第一晶片110還可以由單片硅晶片構(gòu)成，該單片硅晶片可能包括部件也可能不包括部件。第二晶片120由藍(lán)寶石晶片(圖1A)構(gòu)成。第一晶片110的一側(cè)Illa(此處覆蓋有氧化層114)和第二晶片120的表面120a 緊密接觸地放置，并且在兩個晶片的其中之一上施加壓力，以便在接觸表面之間引發(fā)鍵合波的傳播(圖1B，步驟Si)。眾所周知，直接晶片鍵合或者就是說直接鍵合的原理是基于兩個表面之間的直接接觸，也就是說沒有使用特殊的材料(粘結(jié)劑、蠟、釬焊等等)。為了執(zhí)行這種操作，鍵合表面必須是充分光滑的，沒有顆?；蛭廴疚铮益I合表面彼此足夠靠近，以便引發(fā)接觸，典型需要小于幾納米的距離。在這種情況下，兩個表面之間的吸引力足夠強(qiáng)，從而發(fā)生直接鍵合，即兩個待鍵合表面的原子或分子之間的范德華力所引起的鍵合。在執(zhí)行鍵合強(qiáng)化退火之前，這樣進(jìn)行的鍵合是不穩(wěn)定的?？梢宰寖蓚€晶片的組裝接受退火，但是由于兩個晶片之間的熱膨脹系數(shù)不同，必須對這種退火的溫度進(jìn)行限制。在此處描述的示例中，退火不能超過180°C，退火時間在大約十小時以下。這種退火只能將鍵合穩(wěn)定到鍵合的表面能量不超過700mJ/m2的程度。根據(jù)本發(fā)明，在對第一晶片110進(jìn)行減薄之前，先對其進(jìn)行修整(圖1C，步驟S2)。如圖IC所示，從第一晶片110的邊緣修整寬度Idlltl,該寬度至少對應(yīng)于第一晶片的底部倒角117b所延伸的寬度。對于直徑為100mm、200mm和300mm的晶片，修整的寬度 Id110通常介于2mm和IOmm之間，優(yōu)選介于2mm和6mm之間。通過從第一晶片110上側(cè)的機(jī)械作用或機(jī)加工(邊緣磨削)來執(zhí)行修整。可以通過砂輪(研磨)或者能夠以機(jī)械方式磨掉層的材料的任意其他工具來施加機(jī)械作用。在這里所描述的示例中，通過砂輪150來執(zhí)行修整，砂輪150具有工作面或作用部分151，即包括能夠磨掉晶片的材料的砂粒的表面，其由與晶片的平面平行的第一部分 151a和與砂輪150的側(cè)面(flank)對應(yīng)的第二部分151b構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明，砂輪150的工作面151包括砂粒，例如平均尺寸小于或等于18微米(或者大于或等于800目)的金剛石微粒。在修整過程中，第一晶片110被修整到關(guān)于高度h11(l定義的砂輪150的(目標(biāo))下降深度Pdlltl，其中高度h11(l是相對于與鍵合界面(這里是熱氧化層114和第二晶片120的鍵合側(cè)120a之間的接觸面)相對應(yīng)的基準(zhǔn)面定義的。選擇深度Pdlltl,使得砂輪只穿透第一晶片的一部分厚度。在此處描述的示例中，選擇修整深度Pdlltl，以便砂輪150在距離鍵合界面高度h11(1在30 μ m和10 μ m之間處停止下降，從該高度開始，留在砂輪150下方的環(huán)形部分或環(huán)1110在熱機(jī)械作用下剝離。因此，實現(xiàn)了第一晶片110的完全修整。減薄第一晶片110來繼續(xù)異質(zhì)結(jié)構(gòu)的制造，以便形成與所述修整后的第一層的部分相對應(yīng)的轉(zhuǎn)移層。首先通過磨削第一晶片Iio的支撐件113的大部分(圖1D，步驟S3) 來執(zhí)行減薄。通過保持砂輪的工作面抵在第一晶片110的暴露側(cè)上來執(zhí)行磨削(圖ID中未顯示)。在磨削過程中，通過保持器(圖ID中未顯示)在第二晶片120的背面保持兩晶片組件，保持器也被稱為夾盤，包括能夠例如通過吸力或通過靜電系統(tǒng)保持第二晶片120的平臺。在磨削過程中，夾盤可以是固定的，而砂輪是轉(zhuǎn)動的?；蛘?，夾盤也可以圍繞軸來轉(zhuǎn)動，砂輪可以轉(zhuǎn)動也可以不轉(zhuǎn)動。在距離藍(lán)寶石支撐襯底的表面120a約65 μ m處停止磨削。在減薄的該階段，即在化學(xué)減薄步驟之前，第一晶片110的支撐件113的剩余部分 113a具有加工硬化表面(圖1C)。通過剩余部分113a的化學(xué)蝕刻(圖1E，步驟S4)來繼續(xù)第一晶片110的減薄，該化學(xué)蝕刻也被稱為濕法蝕刻，例如通過TMAH(四甲基氫氧化銨)或KOH蝕刻液的方式進(jìn)行， 或者通過諸如RIE(反應(yīng)離子蝕刻)的干法蝕刻進(jìn)行。除了去除剩余部分113a之外，化學(xué)蝕刻具有去除環(huán)形部分1110在剝離所述部分之后可能遺留的任何碎片的作用。在蝕刻之后，由此獲得SOS多層結(jié)構(gòu)130，包括通過第二晶片120形成的藍(lán)寶石支撐件以及至少與第一晶片110的硅層111相對應(yīng)的轉(zhuǎn)移層115，氧化層112可以根據(jù)需要保留或(例如通過HF脫氧來)去除?，F(xiàn)在結(jié)合圖3A至3G以及圖4來描述根據(jù)本發(fā)明的一個實施例通過將形成在第一晶片或初始襯底200中的微部件的層轉(zhuǎn)移到第二晶片或支撐(底部)襯底300上來制造三維結(jié)構(gòu)的過程。三維結(jié)構(gòu)的制造一開始是在第一晶片200的表面上形成第一系列的微部件204， 第一晶片200的外周邊緣具有頂部倒角206a和底部倒角206b (圖3A，步驟Si)。在此處所描述的示例中，第一晶片200為SOI多層結(jié)構(gòu)，也就是說其包括位于同樣由硅制成的襯底 203上的硅層201，在層201和襯底203之間存在隱埋氧化層202 (例如SiO2層)。第一晶片200的厚度大約介于600和900 μ m之間。通過用于限定與待制造的微部件相對應(yīng)的圖案將要形成的區(qū)域的掩模，用光刻法形成微部件204。如圖3A所示，然后在第一晶片200的外表面上覆蓋熱氧化層205，熱氧化層的厚度例如介于0. 1和3μπι之間，例如通過晶片表面的氧化來形成，以便在后續(xù)的化學(xué)蝕刻步驟 (步驟S2)中保護(hù)晶片。第一晶片200還可以由單片硅晶片制成。第二晶片或支撐襯底300為硅晶片，其外周邊緣具有頂部倒角306a和底部倒角 306b。晶片300的外表面覆蓋有厚度列入例如介于0. 1和3μπι之間的熱氧化層305 (圖 3Β，步驟 S3)。然后將第一晶片200的包括微部件204的那一側(cè)與第二晶片300的一側(cè)通過熱氧化層205和305緊密接觸，對兩個晶片的其中之一施加壓力，以便在接觸表面之間引發(fā)鍵合波的傳播(圖3C，步驟S4)。在不太高的溫度下執(zhí)行兩個晶片之間的粘附，以免破壞部件和/或第一晶片。更確切地說，在將晶片在室溫下接觸之后，可以執(zhí)行鍵合強(qiáng)化退火，不過是在低于450°C的溫度下，溫度高于450°C時諸如鋁或銅之類的某些金屬開始熔化。這種退火只能將鍵合穩(wěn)定到鍵合能量不超過lj/m2的程度。根據(jù)本發(fā)明，在鍵合之后以及在第一晶片200的減薄之前，對第一晶片200進(jìn)行修整(圖3D，步驟S5)在這里所描述的示例中，通過砂輪400來執(zhí)行修整，砂輪400具有工作面或作用部分401，即包括能夠磨掉晶片的材料的砂粒的表面，其由與晶片的平面平行的第一部分 401a和與砂輪400的側(cè)面對應(yīng)的第二部分401b構(gòu)成。如圖3E所示，此處的部分401b垂直于部分401a，以便形成在修整第一晶片時基本上垂直于第一晶片的平面的側(cè)面200c。根據(jù)本發(fā)明，砂輪400的工作面401包括砂粒，例如平均尺寸小于或等于18微米(或者大于或等于800目)的金剛石微粒。如圖3D所示，在距離第一晶片110的邊緣的最小寬度Id2tltl中執(zhí)行修整，該寬度至少對應(yīng)于第一晶片的底部倒角206b所延伸的寬度。對于直徑為100mm、200mm和300mm的晶片，修整的寬度Id2tltl通常介于2mm和IOmm之間，優(yōu)選介于2mm和6mm之間。在修整過程中，第一晶片110被修整到關(guān)于高度h2(l(l定義的砂輪400的(目標(biāo))下降深度Pd2tltl,其中高度h·是相對于與鍵合界面(這里是熱氧化層205和305之間的接觸面)相對應(yīng)的基準(zhǔn)面定義的。選擇深度Pd2tltl,使得砂輪只穿透第一晶片的一部分厚度。在此處描述的示例中，選擇修整深度Pd2QQ，以便砂輪40在距離鍵合界面的高度h2QQ在30 μ m 和15 μ m之間處停止下降，從該高度開始，留在砂輪400下方的環(huán)形部分或環(huán)210在熱機(jī)械作用下剝離。因此，實現(xiàn)了第一晶片200的完全修整。通過執(zhí)行第一晶片200的第一減薄步驟，即磨削該晶片存在于微部件204的層的上方的一部分(圖3E，步驟S6)，這里是襯底203a的絕大部分，來繼續(xù)三維結(jié)構(gòu)的制造。在與上文所述的相同的條件下執(zhí)行磨削。在距離第二晶片300的表面300a大約65 μ m處停止磨削。在減薄的該階段，即在化學(xué)第二減薄步驟之前，第一晶片200的支撐件203的剩余部分203a具有加工硬化表面(圖3E)。通過剩余部分203a的化學(xué)蝕刻(圖3F，步驟S7)來繼續(xù)第一晶片200的減薄，例如通過TMAH(四甲基氫氧化銨)或KOH蝕刻液的方式進(jìn)行，或者通過諸如RIE的干法蝕刻進(jìn)行。一旦去除了氧化層202，在層201的暴露表面上形成微部件214的第二層(圖3G， 步驟S8)。在此處描述的示例中，微部件214與隱埋微部件204對準(zhǔn)形成，因為光刻掩模與形成微部件204時所用的光刻掩模類似。然后獲得從第二晶片300和與第一晶片200的包括微部件204和214的剩余部分相對應(yīng)的轉(zhuǎn)移層215形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)500。作為變形，通過多層堆疊，即通過在層201上鍵合一個或多個附加晶片或襯底來形成三維結(jié)構(gòu)，其中每個附加晶片與直接相鄰的層對準(zhǔn)。對每個晶片執(zhí)行如上文所述根據(jù)本發(fā)明在兩個減薄步驟之間執(zhí)行的部分修整，以便形成轉(zhuǎn)移層。此外，在每次轉(zhuǎn)移附加晶片之前，可以在暴露層上沉積氧化層，例如TEOS層，從而更易于組裝，并且防止修整區(qū)域(在該區(qū)域中露出下方晶片的材料)受到后續(xù)的化學(xué)蝕刻。根據(jù)一個特殊實施例，其中微部件的一個層可以特別包括圖像傳感器。根據(jù)另一實施例，部件在與構(gòu)成轉(zhuǎn)移層的第一晶片組裝之前已經(jīng)事先形成在支撐
8第二晶片中。
權(quán)利要求
1.一種用于制造多層結(jié)構(gòu)(130)的過程，包括-將第一晶片(110)鍵合到第二晶片(120)上，至少所述第一晶片具有倒角邊緣 (117a，117b)，鍵合界面具有小于或等于lj/m2的粘附能量；以及-減薄所述第一晶片(110)，以便形成轉(zhuǎn)移層(115)，其特征在于，該過程在減薄所述第一晶片(110)之前，包括使用砂輪(150)來執(zhí)行的修整所述第一晶片(110)的邊緣的修整步驟，所述砂輪(150)的工作面(151)包括平均尺寸大于或等于800目或者小于或等于18 微米的砂粒，使所述砂輪以大于或等于每秒鐘5微米的下降速度下降，此外在距離所述鍵和界面的高度小于或等于30 μ m處的高度(h1KI)使所述砂輪停止向所述第一晶片中下降， 從而執(zhí)行所述修整步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造多層結(jié)構(gòu)(130)的過程，其特征在于，在至少等于所述倒角邊緣(117a，117b)所延伸的寬度的寬度(Idlltl)上執(zhí)行所述修整步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于制造多層結(jié)構(gòu)(130)的過程，其特征在于，在介于2mm和 8mm之間的寬度(Idlltl)上執(zhí)行所述修整步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的用于制造多層結(jié)構(gòu)(130)的過程，其特征在于， 所述第一晶片(110)在減薄之前的厚度至少為600 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的用于制造多層結(jié)構(gòu)(130)的過程，其特征在于， 減薄包括磨削步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的用于制造多層結(jié)構(gòu)(130)的過程，其特征在于， 所述第一晶片(110)為硅晶片或SOI結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于制造多層結(jié)構(gòu)(130)的過程，其特征在于，減薄還包括在所述磨削步驟之后執(zhí)行的化學(xué)蝕刻步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求6和7中任一項所述的用于制造多層結(jié)構(gòu)(130)的過程，其特征在于， 在鍵合步驟之前，在所述第一晶片(110)的暴露表面上形成氧化層(114)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的用于制造多層結(jié)構(gòu)(130)的過程，其特征在于， 所述第一晶片(110)包括部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的用于制造多層結(jié)構(gòu)(130)的過程，其特征在于，所述第二晶片(120)為藍(lán)寶石晶片。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的用于制造多層結(jié)構(gòu)(130)的過程，其特征在于，所述第二晶片(120)為硅晶片。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于制造多層結(jié)構(gòu)(130)的過程，其特征在于，在鍵合步驟之前，在所述第二晶片(120)的暴露表面上形成氧化層。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12中任一項所述的用于制造多層結(jié)構(gòu)(130)的過程，其特征在于，該過程在鍵合步驟之前包括至少一個在第一晶片(200)的一側(cè)制造部件(204)的層的步驟，所述第一晶片(200)的該側(cè)包括鍵合到第二晶片(300)上的部件(204)的層。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于制造多層結(jié)構(gòu)(130)的過程，其特征在于，該過程還包括在所述第一晶片(200)包括部件(204)的第一層那一側(cè)的對側(cè)制造微部件(214)的第二層的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求13和14中任一項所述的用于制造多層結(jié)構(gòu)(130)的過程，其特征在于，至少部件(214)的第一層包括圖像傳感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用熱機(jī)械作用通過修整制造多層結(jié)構(gòu)的過程。包括鍵合步驟(S1)，將第一晶片(110)鍵合到第二晶片(120)上，至少所述第一晶片具有倒角邊緣，鍵合界面具有小于或等于1J/m2的粘附能量；以及減薄步驟(S3，S4)，減薄所述第一晶片，以便形成轉(zhuǎn)移層(115)。在減薄所述第一晶片之前，使用砂輪執(zhí)行修整所述第一晶片的邊緣的修整步驟，所述砂輪的工作面包括平均尺寸大于或等于800目或者小于或等于18微米的砂粒，使所述砂輪以大于或等于每秒鐘5微米的下降速度下降，此外在距離所述鍵和界面的高度小于或等于30μm的高度(h110)處使所述砂輪停止向所述第一晶片中下降，從而執(zhí)行所述修整步驟。
文檔編號B24B9/06GK102194667SQ20111000952
公開日2011年9月21日 申請日期2011年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月2日
發(fā)明者A·沃弗里達(dá)茨, S·莫利納里 申請人:S.O.I.Tec絕緣體上硅技術(shù)公司