[发明专利]消除多层结构的表面上存在的材料碎片的方法无效
申请号: | 201180010480.4 | 申请日: | 2011-02-07 |
公开(公告)号: | CN102763191A | 公开(公告)日: | 2012-10-31 |
发明(设计)人: | B·奥斯特诺德 | 申请(专利权)人: | 索泰克公司 |
主分类号: | H01L21/02 | 分类号: | H01L21/02;H01L21/762 |
代理公司: | 北京三友知识产权代理有限公司 11127 | 代理人: | 吕俊刚;刘久亮 |
地址: | 法国*** | 国省代码: | 法国;FR |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 消除 多层 结构 表面上 存在 材料 碎片 方法 | ||
背景技术
本发明涉及多层半导体结构的制造或通过将至少一层转印到最终基板上而制造晶片的领域。这种层转印通过将第一晶片(或初始基板)接合(例如,直接键合)至第二晶片(或最终基板)来获得,第一晶片在接合之后通常被薄化。转印层还可以包括一组件或者多种微型组件的全部或部分。
更精确地说,本发明涉及在制造通过接合而形成的多层结构期间在转引层的露出表面上出现的材料碎片的问题。这种污染影响尤其在多层结构的第一晶片上执行化学蚀刻步骤之后被观察到,例如,在对第一晶片进行薄化期间,并且特别是在还不能完全稳定接合界面时被观察到。
这种类型的污染尤其在制造SOS(蓝宝石(Al2O3)上硅)异质多层结构期间被观察到。
在制造多层结构期间通常使用以在化学薄化步骤之后清洁转印层的表面的技术包括通过高压喷射进行冲洗(或清洁)的步骤。一般来说,对水(或任何冲洗溶液)的高压喷射被人工施加至要清洁的晶片表面,这种技术有时被称作“喷淋清洁”。
然而,本申请人已经观察到,这种技术的效率因仅可以去除存在于要清洁的晶片表面上的一小部分碎片而受到限制。而且,当前不可能使采用高压喷射的冲洗步骤的自动化达到令人满意的效果。该技术需要人为干预,限制了冲洗洗步骤的工业化。
而且,目前通常使用超声波浴以在抛光步骤期间对晶片进行清洁。例如,文献EP 1662560描述了一种用于处理SOI晶片的工艺,该SOI晶片在其前侧包括沿着圆形凹槽的边界的外周缘部。这种工艺特别包括依靠为该目的而设置的机器,通过抛光来去除这种缘部。这种抛光机器具体包括含有冲洗溶液的托盘。为了在抛光之后冲洗晶片,将处理后的晶片浸没在冲洗溶液中,并且在该溶液中传播超声波。
在去除在抛光之后剩余的砂粒时,这种清洁技术通常提供令人满意的结果。然而,申请人已经观察到,这种类型的机器不能在化学蚀刻步骤之后令人满意地去除多层结构的露出表面上存在的材料碎片。
因此,目前存在着去除在多层结构的制造期间容易出现在其表面上的材料碎片的简单且有效的方式的需要。更具体地,存在着对多层结构的第一晶片(该晶片被以化学方式蚀刻)进行有效清洁的需要。
发明内容
本发明的其中一个目的是提供一种满足上述需要的解决方案。为此,本发明提供了一种用于去除在被接合至第二晶片的第一层的露出表面上存在的材料碎片的工艺,要去除的所述碎片大于2μm,该处理包括:将至少所述第一层浸没在液体溶液中的步骤;以及在所述溶液中传播超声波的步骤,所述超声波的频率和功率被设置成在所述液体溶液中产生空化效应,以从所述露出表面去除所述碎片。
应注意到,碎片的尺寸可以对应于其长度、宽度或直径。
有利的是,本发明的工艺允许去除在多层结构的制造期间,具体来说在化学蚀刻步骤期间,淀积在该多层结构的表面上的相对较大的材料碎片。
该工艺的优点还在于,操作参数(超声波频率、超声波功率等)容易控制和再现。该工艺由此使得对例如在薄化步骤期间被化学蚀刻的多层结构的清洁能够工业化。
所述材料碎片例如源自对所述第一层进行化学蚀刻的先前步骤。
所述超声波的频率和功率优选地根据所述液体溶液的粘度设置。如下面更详细描述地,由此可以最优化本发明的去除工序的效率。
而且,所述液体溶液可以是冲洗溶液。另选地,所述液体溶液可以是蚀刻溶液。
因而,可以在用于化学蚀刻所述多层结构的所述第一晶片的蚀刻溶液的槽中直接执行本发明的工艺。在这种情况下,所述蚀刻溶液用作传播超声波的介质。这样,执行化学蚀刻并且去除淀积在所述第一晶片的表面上的所述材料碎片仅需要一个托盘和一种液体溶液。
所述液体溶液还可以包括以下溶液中的至少一种:TMAH溶液、KOH溶液以及H3PO4溶液。
根据本发明的一特定方面,要去除的所述碎片中的至少一些碎片是在对所述第一晶片进行化学蚀刻的先前步骤中形成的所述第一晶片的碎片。
而且,要去除的所述材料碎片可以包括以下残留物中的至少一种:源自至少位于所述第一晶片与所述第二晶片之间的接合界面处的氧化物层的氧化物残留物;源自所述第一晶片的外周边缘的硅残留物;以及源自所述第一晶片的外周边缘的微型组件的残留物。
本发明还涉及一种用于制造多层结构的工艺,该工艺包括以下连续步骤:
-将第一晶片接合至第二晶片,以形成多层结构;
-将所述结构退火;以及
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H01L 半导体器件;其他类目中不包括的电固体器件
H01L21-00 专门适用于制造或处理半导体或固体器件或其部件的方法或设备
H01L21-02 .半导体器件或其部件的制造或处理
H01L21-64 .非专门适用于包含在H01L 31/00至H01L 51/00各组的单个器件所使用的除半导体器件之外的固体器件或其部件的制造或处理
H01L21-66 .在制造或处理过程中的测试或测量
H01L21-67 .专门适用于在制造或处理过程中处理半导体或电固体器件的装置;专门适合于在半导体或电固体器件或部件的制造或处理过程中处理晶片的装置
H01L21-70 .由在一共用基片内或其上形成的多个固态组件或集成电路组成的器件或其部件的制造或处理;集成电路器件或其特殊部件的制造