改良的基板分离制造技术

一种增进基板分离的改良制程和一种执行分离的装置。在传统的分离制程中，通过气体类的离子（像氢气或氦气）布植在基板内，而在基板内部制造微泡状物层。而这些微泡状物的大小和空间分布可以通过超音波能量而改善。超音波能量可以使小的微泡状物结合在一起并且降低分散。一超音波转换器音性地连结至基板，以促进这些作用。在一些实施例中，超音波转换器可与平台相连接，藉此超音波能量可以在离子布植期间和／或之后立即施加。在其它的实施例中，离子布植可以在之后制程，像是退火期间施加。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种基板的分离，尤其涉及一种利用超音波能量来改良基板的分离。
技术介绍
离子布植包括一离子源，其可以将气体或者固态材料转换成一定义良好 (Well-defined)的离子束。典型的，会大量分解离子束以便消除不需要的离子种类，并加速 离子束到需要的能量以及将其植入一目标。离子束通过电子束或磁束的扫描、目标的移动、 或是扫描和目标移动的结合，就可以分布覆盖在目标区域上。离子束可以是点状束，也可以 是具有长尺寸和短尺寸的带状束。一离子种类的布植可以使基板分离。此离子束可以在基板材料中形成一微泡状 物。此微泡状物是在基板表面下的一气体包(pockets)或是布植的区域，其可以被排列而 在基板中形成一脆弱层(weakened layer)或多孔层(porous layer)。接下来，利用像是加 热、流体、化学或机械施压，就可以将基板沿脆弱层或多孔层分离成两层。例如，在基板预定的深度，氢气或是氦气可以利用来引发空穴现象(Cavitation)， 或是由微泡状物产生空孔(cavities)。在布植后可以利用热处理来聚集氢气或氦气。氢气 或氦气的集中，可以在微泡状物所形成的空穴中产生压力。像是在基板被连接在另一基板 之后所发现的剪力，可以从基板分离出一薄层。此薄层的厚度，是取决于氢气或氦气所布植 的深度。在具有微泡状物的基板中，可能会发生奥斯瓦尔德熟化(Ostwald ripening)现 象。奥斯瓦尔德熟化是一热力学程序，在此，由于大粒子较小粒子稳定，因此从小粒子的吸 收材料可以发展为大粒子。任何在粒子(例如是微泡状物)表面的原子或分子，都远不及 在粒子内部同样数量的原子或分子来得稳定。这是部分的原因，在较高能量状态下，粒子表 面的原子或分子，相较于其在粒子的内部，更不会连结附近的原子或分子。这些表面原子或 分子不合适的连结，会造成表面能量的上升。具有较大容量对表面比的巨大粒子，会具有较 低的表面能量。为了降低表面能量，在较小、较不稳定的粒子表面的原子或分子会扩散到较 大、较稳定的粒子的表面。小粒子的收缩会降低整体表面区域，并且因而降低表面能量。因 此，小粒子会持续收缩，而大粒子则会持续成长。图1为基板中的奥斯瓦尔德熟化的示意图。图1仅仅是一示意图，虽然图1到图2 中的X1和&的参考可以允许比较，然而图1并非实际的尺寸。在基板138中形成微泡状物 100的种类，可以制造较小的微泡状物101和较大的微泡状物102。由于其较大的容量对表 面比(volume-to-surface ratio)和较低的表面能量，因此大的微泡状物102会较小的微 泡状物101还稳定。为了降低其表面能量，小的微泡状物101会扩散到大的微泡状物102。 整体来说，小的微泡状物101会收缩，而大的微泡状物102会成长。在小的微泡状物101中 的一些种类也会从基板138扩散出去，或是一些小的微泡状物101会伴随着形成大的微泡 状物102而扩散。当基板138沿着由线103所表示的脆弱层或多孔层被分离时，奥斯瓦尔 德熟化将会对基板103产生影响。图2为图1的基板在分离后的示意图。图1中的基板138沿着线103所表示的脆 弱层或多孔层被分离。如图2所示，由于奥斯瓦尔德熟化和离子的扩散，在表面上产生显著 的粗糙表面。当基板沿脆弱层或多孔层被分离成两层后，由于基板中粗糙的表面，因此在基 板被分离之后就需要研磨的步骤，以使基板的表面能够平滑到足以进行元件制程。此研磨 步骤非常昂贵，并且会使基板表面上的硅分布不均。布植离子种类来分离基板除了表面粗糙之外，典型地也会具有其它缺点或不足之 处。例如，布植离子种类通常需要较大的剂量。以单晶硅为例，就需要超过3E16cm_2的剂 量。由于被植入离子种类的大部分会扩散出基板，才导致需要提高植入的剂量。因此，可能 需要复合气体的布植，来增强由微泡状物所形成的空孔的压力。例如，可以利用氢气来形成 空孔，并且用氦气来增加这些空孔内的压力。因此，在已知技术中，基板分离的技术就须要 改良，并且，甚至特别地，可以利用超音波能量的制程来改良基板分离的技术。
技术实现思路
本专利技术提供一种基板分离的改良制程，以及一装置可以进行分离。在传统的分离 制程中，微泡状物层通过多种气态离子的布植被制造在基板中。这些泡状物具有不同的大 小，并且存在基板内不同的深度中。通过超音波能量，这些微泡状物的大小和空间的分布都会被改善。超音波能量会 造成小的微泡状物结合在一起，并且也会减少分散。这些因素的组合可以改良分离制程。例 如，由于微泡状物的聚集，离子的剂量将可以减低。因此，分离基板所需要的力道将可以被 降低。最后，由于分散的减低，可以使分离表面更平滑。超音波转换器音性耦接至基板，以促进这些作用。在一些实施例中，超音波转换器 可以与一平台相连接，藉此，在离子布植期间和/或之后可以立即施加超音波能量。在其他 的实施例中，超音波能量也可以在之后的程序期间，例如退火制程，被施加至基板。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详 细说明如下。附图说明图1为基板中的奥斯瓦尔德熟化的示意图。图2为图1的基板在分离后的示意图。图3为一种束线离子布植机200的方块图，以用离子掺杂一材料。图4为依照一实施例的一种将为泡状物层布植在基板中的示意图。图5为依照一实施例的一种SOI晶圆制程的示意图。图6为一分离实施例。图7A至图7D分别为不同实施例提供超音波能量的装置的示意图。图8为用于具有或不具超音波的布植的空孔数对空孔尺寸的比较图。图9为空孔数目对空孔尺寸的比较图。图10为依照一实施例的一种不使用超音波的基板的布植的示意图。图11则为依照一实施例的一种使用超音波的基板的布植的示意图。具体实施例方式图3为一种束线离子布植机(beam-line ion implanter) 200的方块图，其可以提 供离子掺杂在所选择的材料中。本领域技术人员应当了解，束线离子布植机200仅是许多 种束线离子布植机的其中的一种，其可以提供离子掺杂至一选择的材料中。因此，此制程并 不仅仅限定于图3中的束线离子布植机200。一般来说，束线离子布植机200包括一离子源观0，可以产生离子而形成一离子束 2810离子源280可以包括一离子腔283和一内含待离子化的气体的气体盒，或一汽化器可 以使一固体汽化而形成气体。当气体被离子化后，可以将其提供至离子腔观3。在一些实施 例中，此气体可以是，或是包括，或是含有氢气、氦气、其他稀有气体、氧气、氮气、砷、硼、磷、 碳硼烷C2BltlH12、或是其它大分子复合物。因此，可以通过从离子腔观3中提取离子，以形成 离子束观1。此离子束281被导入至一解析磁铁(resolving magnet) 282的磁极间。一电 源供应器连接至离子源观0的一撷取电极，并且提供一可调的电压。离子束281通过一抑制电极284和接地电极观5，而到达主解析器观6。主解析器 286包括解析磁铁282和遮罩电极观8，其具有解析孔观9。解析磁铁282使离子束中 的离子转向，使得所需的离子种类的离子通过解析孔观9。不要的离子种类不会通过解析孔 观9，而是被遮罩电极288所阻挡。在一实施例中，解析磁铁282可以将所需的离子种类的 离子转向约90本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种从基板分离出一层的方法，包括：布植气体类的离子至该基板；在该布植之后退火该基板；以及施加超音波能量至该基板。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：迪帕克·瑞曼帕，
申请(专利权)人：瓦里安半导体设备公司，
类型：发明
国别省市：US