用以促进接合的重调节半导体表面的方法技术

促进诸如硅晶片的半导体组件的接合的非磨蚀方法，这些半导体组件在接合界面表面上具有微结构缺陷。在优选的方法中，微结构缺陷通过以下方式去除：在该接合界面表面上形成氧化物层至低于该缺陷的水平的深度，且然后，去除该氧化物层以暴露出用于接合的满意表面，由此增加生产线的产率且降低制造设施中的废品起因。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及阀及半导体机电装置，更具体地，涉及由诸如硅的半导体材料的层接合在一起而形成的微机械组件。
技术介绍
微机电系统(MEMS)是实体小且其特征或余隙(clearance)的尺寸在微米范围或更小的等级系统(亦即小于约10微米)。这些系统具有电气和机械组件。“微加工(micix)machining) ”一词通常意指生产微机电系统装置的三维构造和运动部件。微机电系统初始使用修改过的集成电路(即电脑芯片)制造技术(例如化学蚀刻)和材料(例如硅半导体材料)，以微加工这些非常小的机械装置。现今可使用许多更微细加工的技术和材料。本申请可能用到“微机电系统装置”一词，其意指包括特征或余隙的尺寸在微米范围或更小(亦 即小于约10微米)的微加工组件的装置。应注意的是，如果微机电系统装置内包括有微加工组件以外的组件，则这些其他组件可为微加工组件或标准尺寸(亦即较大)组件。类似地，本申请可能用到“微阀” 一词，其意指具有特征或余隙的尺寸在微米范围或更小(亦即小于约10微米)的阀，且依据定义，该阀至少局部由微加工而形成。本申请可能用到“微阀装置”一词，其意指包括有微阀的装置，且该装置可包括其他组件。应注意的是，如果微阀装置内包括有微阀以外的组件，则这些其他组件可为微加工组件或标准尺寸(亦即较大)组件。许多微机电系统装置可由某材料的多个层(或板)制成；在将多个层组合成已完成的微机电装置以前，该材料可被微加工以形成微机电装置的组件。例如可使用合适的微机电系统制造技术来制造该微机电系统装置，该制造技术例如美国专利US6，761,420 ;美国专利US7, 367，359 ；Klassen, E. H.等人(1995)所著“Silicon Fusion Bonding and DeepReactive Ion Etching:A New Technology for Microstructures (娃融合接合和深反应性离子蚀刻用于微构造的新技术),Proc. Transducers 95 Stockholm Sweden,第556-559页；和 Petersen, K. Ε·等人(1"1 年 6 月)所著 “Surface Micromachined StructuresFabricated with Silicon Fusion Bonding (以娃融合接合而制造的表面微加工构造)”，Proc. Transducers 91，第397-399页所公开的制造技术，现将这些公开内容作为参考引用于此。
技术实现思路
本专利技术涉及促进诸如硅晶片的半导体组件接合的方法，而这些半导体组件具有由于暴露至湿式或干式化学微加工处理以产生结构于半导体材料上或中所造成的在接合界面表面上的微结构缺陷。许多接合工艺要求基板接合界面表面实质地无缺陷，以便促进该表面以高度可靠的接合强度来接合至另一基板的表面。融合接合是特别容易由于不良的表面品质而接合失败的方法。已受到多方面的微加工处理的半导体晶片可具备具有由于这些微加工工艺所造成的微结构缺陷的接合界面表面。在新颖的方法中，在界面表面中具有这些缺陷且此外可能必须抛弃为废品的晶片可使用非磨蚀处理而予以重调节(recondition),以去除这些缺陷。一方法中该非磨蚀处理的实例包括在接合界面表面上形成氧化物层(诸如二氧化硅层)至低于缺陷的水平的深度，且然后，去除该氧化物或二氧化硅层以暴露出令人满意的用于接合的表面，由此增加生产线的产率及降低在制造设施中的废品起因。当本领域的技术人员按照附图而阅读时，本专利技术的各个方面将从下文优选实施例的详细说明而变得明显易懂。附图说明图I是MEMS装置组件的非按比例的横截面视图，该MEMS装置组件由半导体材料所形成且在其接合界面表面中具有微结构缺陷。图2是示出用以重调节接合界面表面以去除表面缺陷及促进该表面与另一表面的接合的方法的流程图。 图3是与图I相似的视图，显示依据图2所示的方法的生长于接合界面表面上至低于表面缺陷的深度的氧化物层。图4是与图I及图3相似的视图，显示氧化物层及表面缺陷被去除。具体实施例方式现请参阅附图，在图I中示出第一组件的一部分，总体上以10表示。组件10由诸如单晶硅的半导体材料或其他合适的半导体材料形成。组件10包含接合界面表面12。第二组件(未显示)将在复合装置的制造期间被接合至组件10的接合界面表面12。例如，该组件10可为多层MEMS装置的基板或层，或将被接合至较大基板的表面安装组件。微结构缺陷14存在于接合界面表面12上。微结构缺陷在本申请中被界定为延伸至接合界面表面中的表面凹坑或刮痕的表面缺陷。微结构缺陷将典型地在大约2微米或更小深度的量级；注意的是，可依据这里所述的非磨蚀方法处理的缺陷的深度可根据各种因素而变化，例如构成组件10的特定材料，组件10的厚度及组件10的所需厚度，以及废弃部件对整修组件10的接合界面表面12的经济状况；因而，微结构缺陷的定义并不受限于该深度的精确数值。例如，可产生此微结构缺陷14的各种方法包括在组件10的处理期间的接合界面表面12的刮伤，或由于当产生微机械特征16于组件10的半导体材料上或中的同时，暴露接合界面表面12至湿式或干式化学微加工工艺的结果。许多接合工艺要求的是，接合界面表面应实质地无缺陷而以高度可靠的接合强度来促进接合界面表面12对另一组件的接合界面表面的接合。融合接合特别容易由于不良的表面品质而接合失败的工艺。例如，若在接合界面表面12中的微结构缺陷14在一般无特征的半导体晶片上时，则可使用熟知的磨蚀方法，亦即，诸如通过切割、研磨或抛光该接合界面表面12而从晶片机械性地去除材料的方法来予以重调节，以从接合界面表面12均匀地去除材料至低于微结构缺陷14的深度。一种这样的磨蚀方法是公开于“FusionBonding of Rough Surfaces With Polishing Technique for Silicon Micromachining(用于娃微加工的具有研磨技术的粗糙表面融合接合)”，C. Gui等人，MicrosystemTechnologies (1997)，第 122 至 128 页(版权 1997Springer_Verlag)中公开的化学机械抛光(CMP)，将其公开的内容通过引用结合于此。然而，取代使用常规的磨蚀方法以使组件10平滑化，或取代选择性地抛弃该组件10，专利技术人考虑的是可使用本专利技术的非磨蚀方法来去除微结构缺陷13 (亦即，使用除了机械去除外的从组件10去除材料的方法)。当组件10已被微加工而产生结构16于组件10中时，其中诸如接合界面表面12的抛光的去除缺陷的磨蚀方法将损坏这些微加工结构16，此时下文所叙述的本专利技术的方法特别有用。例如，这些磨蚀方法可由于使这些微加工结构16机械性地过应力而损坏这些微加工结构16。现请参阅图2，将叙述对接合界面表面12进行表面修整的非磨蚀方法。优选的方法可更广义地描述为包括步骤101，其中氧化物层18 (显示于图3中)形成于接合界面表面12上。氧化物层18可为通过使组件10的半导体材料氧化所形成的任何合适的氧化物形成的层(例如，二氧化硅层)。该氧化物层18将穿透至半导体材料内，以形成氧化物/半导体界面20于该接合界面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：P阿鲁纳萨拉姆，
申请(专利权)人：盾安美斯泰克股份有限公司，
类型：发明
国别省市：