用于制备薄层的工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种制备薄层(1)的工艺，该工艺包括以下步骤：弱化步骤(S2)，该弱化步骤用于在供体基板(2)的中央部分(2c)中形成弱化区(3)，该弱化区(3)不延伸到供体基板(2)的外围部分(2p)中；接合步骤(S3)，该接合步骤将供体基板(2)的主面(2a)接合至受体基板(5)以便形成待分割组件；以及分离步骤(S4)，该分离步骤分离待分割组件，该分离步骤包括热处理，所述热处理导致薄层(1)仅从供体基板(2)的中央部分(2c)处释放。该工艺在分离步骤之后还包括拆开步骤(S6)，该拆开步骤包括处理待分割组件，以便将供体基板(2)的外围部分从受体基板(5)拆开。拆开。拆开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备薄层的工艺


[0001]本专利技术涉及通过应用Smart Cut
TM
技术来制备向载体基板转移的薄层的工艺。

技术介绍

[0002]在Smart Cut
TM
技术的一些实现中，通过将轻物质引入通过供体基板的主面以形成埋置的弱化区来制备薄层。这样，在该供体基板中，将薄层限定在埋置的弱化区与基板的主面之间。然后，将供体基板接合至被称为“受体”基板的第二基板，并且潜在地通过机械应力的辅助来向该组件应用分离热处理，以导致在埋置的弱化区处引发并传播分割波，从而释放薄层，该薄层因此被转移至受体基板。
[0003]分离热处理的作用是促进微腔的生长和加压，微腔的发展是由于弱化区中轻物质的存在。这种作用是引发并传播分割波的源，从而导致薄层的释放。
[0004]被转移至受体基板的薄层的暴露表面的状态是不规则的，这通常不完全令人满意。因此，实现Smart Cut技术的工艺通常设想附加的精加工步骤，目的在于减少这些表面不规则。这可能意味着在该精加工步骤中，在将薄层的暴露表面暴露于还原或中性气氛的同时，通过化学机械抛光或者通过在高温(通常为1100℃的量级)下进行退火来处理该薄层的暴露表面。
[0005]文献FR3061988提出了一种对使用Smart Cut技术制备的薄层进行精加工的工艺，如上所述。该文献提出，在将薄层从供体基板释放之后，直接在还原或中性气氛中对薄层应用低于950度的中等幅度的热处理。由于薄层的释放表面没有暴露于环境气氛，因此，该薄层的释放表面没有被氧化，并且形成该释放表面的原子是高度可移动的，以便重新组织它们自身并使表面平滑。因此，即使在相对低的温度下，这种热处理对于对薄层的已释放表面进行平滑也是特别有效的。应注意到，在FR3061988所提出的工艺中，必须在两个步骤之间(即，在同一设备中)，在不与环境气氛接触的情况下执行分割和平滑处理。这在设备中的气氛的纯度控制以及热容量方面强制施加了极大的限制。
[0006]文献FR2876307提供了一种在将薄层从供体基板释放之后直接进行的类似热处理。
[0007]文献EP2933828指出，表面不规则是多种不同性质的现象组合的结果。这些不规则可以对应于导致供体基板分割的微腔的痕迹。它们有助于在薄层的表面处形成粗糙，其幅度和波长约为1nm或数十nm的量级。
[0008]这些不规则还可能源于进行分割时分割波的传播与在待分割组件中遇到的声学振动之间的相互作用。这些振动是由薄层分割中的突然能量释放造成的。然后，取决于分割波正在移动通过的材料的瞬时应力状态，该分割波易于相对于其所行进的平面发生垂直偏转。可以参考对该机制进行详细分析的文章“Crack Front Interaction with Self
‑
Emitted Acoustic Waves”,Physical Review Letters,American Physical Society,2018,121.(19),pp.195501。由这种现象造成的不规则在尺寸上相对较大，并且构成薄层厚度的不均匀性，其幅度可以达到纳米量级，并且其波长达到毫米量级或甚至是厘米量级。
[0009]另外，并且如在Massy等人发表的“Fracture dynamics in implanted silicon”,Applied Physics Letters 107.9(2015)中所证明的，在分割期间造成的突然能量释放、两个基板的振荡和撞击也可能导致对分离表面的损坏。这种损坏尤其可能是由这两个表面之间的冲击或者它们的相对移动而造成的。
[0010]更一般地，在弱化步骤之后并且在这两个部分已经彼此分离之后，对承载薄层和供体基板的剩余部分的载体基板的处理也可能在薄层的已释放表面上造成损伤，例如，划痕或颗粒。
[0011]仅使用热处理难以从薄层去除除了粗糙形式的表面不规则之外的其它表面不规则。具体地，在热处理的作用下，这些不规则的尺寸可能超过形成该表面的原子的平均迁移距离。在上面引用的文献FR3061988所提出的平滑处理中，情况尤其如此。
[0012]因此，使用现有技术的工艺制备的薄层可能具有损坏的或不完美的表面状态，不可能从这样的表面状态去除所有的不规则。
[0013]本专利技术寻求至少部分地克服现有技术的上述限制。

技术实现思路

[0014]为了实现该目标，本专利技术的主题涉及一种制备薄层的工艺，所述工艺包括以下步骤：
[0015]‑
弱化步骤，该弱化步骤包括将轻物质引入通过供体基板的主面，该步骤用于在供体基板的中央部分中形成弱化区，以便利用该供体基板的主面限定薄层，该弱化区不延伸到供体基板的外围部分中；
[0016]‑
接合步骤，该接合步骤将供体基板的主面接合至受体基板，以便形成待分割组件，使供体基板的主面的中央部分和外围部分与受体基板的面接触；
[0017]根据本专利技术，所述工艺还包括：
[0018]‑
分离步骤，该分离步骤分离待分割组件，该分离步骤包括热处理，该热处理导致在弱化区中引发并传播分割波以便使薄层仅从供体基板的中央部分处释放，该分割波未完全传播通过外围部分，使得供体基板和受体基板在供体基板的外围部分处仍保持彼此附接；
[0019]‑
拆开步骤，该拆开步骤与分离步骤不同并且被应用于该分离步骤之后，该拆开步骤包括处理待分割组件，以便将供体基板(2)的外围部分从受体基板(5)拆开，并由此将薄层(1)转移至受体基板(5)。
[0020]通过将弱化区仅定位至供体基板的中央部分，可以释放薄层而不会造成供体基板与受体基板的完全拆开，这使得可以改善该薄层的表面状态。
[0021]根据本专利技术的其它有利和非限制特征(单独或按任何技术上可行的组合来采取)：
[0022]‑
所述工艺包括精加工步骤，该精加工步骤包括热处理，该热处理用于使待分割组件达到比分离步骤的热处理的温度更高的温度，以便使薄层的已释放表面平滑。
[0023]‑
该精加工步骤被应用于分离步骤与拆开步骤之间；
[0024]‑
该精加工步骤实现将供体基板暴露于比1000℃、比950℃、比900℃、或者比600℃更低的温度的热处理；
[0025]‑
该分离步骤和精加工步骤是在同一设备中执行的；
[0026]‑
该分离步骤和精加工步骤是在不同设备中执行的；
[0027]‑
该精加工步骤被应用于拆开步骤之后；
[0028]‑
该供体基板是圆形形状的晶片，并且该外围部分是环形部分，从基板的边缘起获得的环形部分的宽度介于1mm至5cm之间；
[0029]‑
该供体基板包括处于该供体基板的主面侧的外围倒角，并且该外围部分从倒角延伸介于1mm至5cm之间的宽度；
[0030]‑
该轻物质是从由氢和氦形成的列表中选择的；
[0031]‑
该供体基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制备薄层(1)的工艺，所述工艺包括以下步骤：
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弱化步骤(S2)，所述弱化步骤包括将轻物质引入通过供体基板(2)的主面(2a)，所述步骤用于在所述供体基板(2)的中央部分(2c)中形成弱化区(3)，以便利用所述供体基板(2)的所述主面(2a)限定所述薄层(1)，所述弱化区(3)不延伸到所述供体基板(2)的外围部分(2p)中；
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接合步骤(S3)，所述接合步骤将所述供体基板(2)的所述主面(2a)接合至受体基板(5)以便形成待分割组件，所述供体基板(2)的所述主面(2a)的所述中央部分(2c)和所述外围部分(2p)与所述受体基板(5)的面相接触；所述工艺的特征在于，所述工艺还包括：
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分离步骤(S4)，所述分离步骤分离所述待分割组件，所述分离步骤包括热处理，所述热处理导致在所述弱化区中引发并传播分割波以便使所述薄层(1)仅从所述供体基板(2)的所述中央部分(2c)处释放，所述分割波未完全传播通过所述外围部分(2p)，使得所述供体基板(2)和所述受体基板(5)在所述供体基板(2)的所述外围部分(2p)处保持彼此附接；
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拆开步骤(S6)，所述拆开步骤与所述分离步骤(S4)不同并且被应用于该分离步骤之后，所述拆开步骤包括处理所述待分割组件，以便将所述供体基板(2)的所述外围部分从所述受体基板(5)拆开，并由此将所述薄层(1)转移至所述受体基板(5)。2.根据前述权利要求所述的制备薄层(1)的工艺，所述工艺包括精加工步骤(S5)，该精加工步骤包括热处理，所述热处理用于使所述待分割组件达到比所述分离步骤(S4)的所述热处理的温度更高的温度，以便使所述薄层(1)的已释放表面平滑。3.根据前述权利要求所述的制备薄层(1)的工艺，其中，所述精...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：索泰克公司，
类型：发明
国别省市：