DE60133649T2 - Verfahren zur trennung eines materialblocks und bildung eines dünnen films - Google Patents

Verfahren zur trennung eines materialblocks und bildung eines dünnen films Download PDF

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Description

  • Technischer Bereich
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zum Trennen eines Werkstoffblocks. Dieses Verfahren kann insbesondere zur Bildung von dünnen Filmen eingesetzt werden.
  • Selbsttragende oder mit einem Tragsubstrat fest verbundene dünne Filme werden in den Bereichen Mikroelektronik, Optoelektronik und Mikromechanik viel verwendet. So findet die Erfindung in diesen Bereichen Anwendungen insbesondere für die Herstellung von Bauelementen oder integrierten Schaltungen.
  • Stand der Technik
  • Wie oben erwähnt wurde, ist die Verwendung von dünnen Schichten für Bauelemente, deren Betrieb oder deren Herstellungsverfahren besondere physikalische und elektrische Eigenschaften erfordern, immer weiter verbreitert.
  • Dünnschichten besitzen eine Dicke, die gewöhnlich zwischen einigen Nanometern und einigen Mikrometern beträgt. Sie gestatten es somit beispielsweise, Werkstoffe einzusetzen, deren Verwendung in Form von dickem Substrat aus Gründen der Kosten oder der Kompatibilität mit anderen verwendeten Werkstoffen nicht möglich wäre.
  • Die Kompatibilität der Werkstoffe kann auch ein Hindernis für die direkte Bildung einer Dünnschicht auf einem Tragsubstrat darstellen, auf dem sie schließlich verwendet wird. Eine gewisse Anzahl von Verfahren wurde entwickelt, um zunächst eine Dünnschicht auf einem Quellensubstrat zu bilden und dann die Dünnschicht vom Quellensubstrat auf ein Zielsubstrat zu übertragen.
  • Diese Verfahren sowie andere Techniken, die die Herstellung und die Übertragung von Dünnschichten betreffen, werden durch die Dokumente (1), (2), (3), (4), (5), (6) und (7) veranschaulicht, deren vollständige Bezeichnungen am Ende der vorliegenden Beschreibung angeführt sind.
  • Insbesondere illustriert die Schrift (1) die Möglichkeit, durch Innenimplantation eine versprödete Zone in einer Werkstoffplatte zu bilden, um dann eine oberflächliche dünne Schicht von der Platte auf Höhe dieser Zone abzulösen.
  • Die Trennung der Dünnschicht vom Quellensubstrat wird durch Ausüben einer gewissen Anzahl von mechanischen oder thermischen Belastungen bewirkt oder zumindestens unterstützt. Insbesondere das Trennen der Dünnschicht erfordert einen Energieaufwand in thermischer und/oder mechanischer Form, der insbesondere mit der Dosis der Spezies verbunden ist, die implantiert werden, um die versprödete Zone zu bilden.
  • Die Durchführung der Techniken zum Trennen und Übertragen einer Dünnschicht, wie in den oben genannten Schriften beschrieben wird, kann mit einer gewissen Anzahl von Schwierigkeiten verbunden sein. Beispielsweise ist die Verwendung von manchen Werkstoffen mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizient nicht mit einer Wärmebehandlung mit zu hoher Temperatur kompatibel. Bei manchen Substraten ist es auch erforderlich, die Dosis der implantierten Spezies zu begrenzen, und zwar ent weder zur Beibehaltung der Dünnschicht oder aus wirtschaftlichen Gründen.
  • Außerdem gestattet die Verwendung von mechanischen Kräften, um das Quellensubstrat von der Dünnschicht zu trennen, wie oben unter Bezugnahme auf die Schrift (7) erwähnt wurde, auch eine Verringerung des Bruchwärmeaufwands, insbesondere in dem Fall, in dem die in Kontakt befindlichen Werkstoffe verschiedene Ausdehnungskoeffizienten besitzen. Das Ausüben von mechanischen Kräften auf das Quellensubstrat und/oder den Zielträger ist jedoch nicht immer möglich, insbesondere wenn die verwendeten Werkstoffe brüchig sind oder wenn die Pfropfzone nicht durch Innenimplantation ausreichend versprödet wurde.
  • Schließlich implizieren die oben beschriebenen Techniken zum Trennen und Übertragen von Dünnschichten eine gewisse Anzahl von Beschränkungen und Kompromissen. Diese Beschränkungen werden insbesondere durch den Typ von Werkstoffen auferlegt, die verwendet werden, um das Quellensubstrat, die Dünnschicht und den Zielträger zu bilden.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ziel der Erfindung ist es, ein Trennverfahren vorzuschlagen, das es insbesondere gestattet, Dünnschichten zu bilden und zu übertragen, und nicht die oben angeführten Begrenzungen aufweist.
  • Ein anderes Ziel ist es, ein Trennverfahren vorzuschlagen, das mit einem reduzierten Energieaufwand und insbesondere mit einem reduzierten Wärmeaufwand durchgeführt werden kann.
  • Ein Ziel ist ferner, ein wirtschaftliches Verfahren vorzuschlagen, bei dem eine eventuelle Implantation von Unreinheiten, die dazu bestimmt ist, eine versprödete Zone zu bilden, mit einer reduzierten Dosis vorgenommen werden kann.
  • Um diese Ziele zu erreichen, ist Gegenstand der Erfindung insbesondere ein Verfahren zum Trennen eines Werkstoffblocks, umfassend die folgenden Schritte:
    • a) die Bildung einer versenkten Zone in dem Block, die durch mindestens einen Schritt der Einführung von Ionen versprödet ist, wobei die versenkte Zone von einer Schicht von Mikrohohlräumen gebildet ist, die mindestens einen Oberflächenteil des Blocks bildet,
    • b) die Bildung mindestens eines Trennungsansatzes auf Höhe der versprödeten Zone durch die Verwendung eines ersten Trennmittels, das aus der Einführung eines Werkzeugs, der örtlichen Einspritzung eines Fluids, einer örtlichen Wärmebehandlung und/oder einer örtlichen Ionenimplantierung durch Beschuss mit einer anderen Ionenspezies als der bei dem vorhergehenden Schritt eingeführten Spezies ausgewählt ist, und
    • c) die Trennung des Oberflächenteils des Blocks auf Höhe der versprödeten Zone von einem restlichen Teil, massiver Teil genannt, ausgehend von dem Trennungsansatz durch die Verwendung eines zweiten Mittels, das von dem ersten Trennmittel verschieden ist und aus einer Wärmebehandlung und/oder dem Anlegen von mechanischen Kräften, die zwischen dem Oberflächenteil und der versprödeten Zone ausgeübt werden, ausgewählt ist.
  • Der oder die Trennungsansätze können auf dem ganzen Umfang des Blocks oder einem Teil davon und/oder auf inneren örtlichen Zonen des Blocks gelegen sein und sind in der Lage, sich in die versprödete Zone fortzupflanzen.
  • Die Erfindung beruht auf der Feststellung, dass es möglich ist, die dem Block für die Durchführung eines Trennverfahrens zu liefernde Gesamtenergie (sei sie thermischen und/oder mechanischen Ursprungs) beträchtlich zu reduzieren, indem man vor der eigentlichen Trennung einen Trennungsansatz bildet.
  • Die gegebenenfalls für die Trennung ausgenutzten mechanischen Spannungen können von außerhalb des Blocks angelegte Belastungen oder im Block vorhandene innere Spannungen sein.
  • Obwohl die Schritte vorzugsweise in der angegebenen Reihenfolge nacheinander ausgeführt werden, ist es bei manchen Anwendungen zumindest möglich, die Schritte a und b gleichzeitig auszuführen. Ferner können auch die Schritte b und c gleichzeitig sein.
  • Gemäß einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens, die zur Herstellung von Dünnschichten bestimmt ist, kann man eine versprödete Zone bilden, die sich im Wesentlichen parallel zu einer im Wesentlichen ebenen Seite des Blocks erstreckt, um in dem Block einen Oberflächenteil in der Form einer dünnen Oberflächenschicht zu bilden.
  • Unter im Wesentlichen ebener Seite versteht man eine Seite, deren mittlere Ebene eben ist, die aber Oberflächenmikrounebenheiten aufweisen kann, deren Rauheitswerte einige Zehntel Nanometer bis mehrere Hunderte Nanometer beträgt. Die Erfinder konnten nachweisen, dass eine Implantierung durch eine Oberfläche, die eine Mikrorauheit beispielsweise von einem Wert RMS (mittlerer quadratischer Wert) von 10 nm aufweist, den Versprödungsmechanismus und den darauf folgenden Bruch nicht stört. Diese Feststellung ist interessant, denn diese Rauheit ist von der Größenordnung der Rauheit der freien Seite des Films nach Übertragung. Es ist also unter diesen Bedingungen möglich, mehrere Male dasselbe Substrat zu rezyklieren, ohne eine Oberflächenpolierung vorzunehmen.
  • Die versprödete versenkte Zone kann vorteilhafterweise durch Implantierung gebildet werden.
  • Es handelt sich dabei beispielsweise um eine Implantierung von gasförmigen Spezies, die die Bildung einer dünnen Schicht von Mikrohohlräumen in dem Werkstoffblock gestattet. Diese Schicht begrenzt den abzutrennenden Oberflächenteil und versprödet örtlich den Werkstoffblock.
  • Unter gasförmigen Spezies versteht man Elemente wie z. B. Wasserstoff oder Edelgase in ihrer Atomform (beispielsweise H), in ihrer Molekularform (beispielsweise H2), in ihrer ionischen Form (beispielsweise H+, H2 +), in ihrer isotopischen Form (beispielsweise Deuterium) oder in ihrer isotopischen und ionischen Form.
  • Unter Implantierung versteht man ferner jede Technik der Einführung der oben genannten Spezies in den Block, wie Beschuss, Diffusion usw. ... Diese Techniken können einzeln oder in Kombination mehrerer miteinander eingesetzt werden.
  • Zur Veranschaulichung der Implantierungstechniken wird auf die oben genannten Schriften verwiesen. Dank der Bildung eines Trennungsansatzes gemäß der Erfindung können die Dosen der zur Bildung der versprödeten Zone implantierten Spezies jedoch reduziert werden. Die reduzierten Dosen gestatten es, den Oberflächenzustand der Dünnschichten oder der abgetrennten Teile weniger zu stören und auf diese Weise ihre Rauheit zu steuern.
  • Gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung kann man örtlich eine Implantierung mit einer Überdosis vornehmen, um den Trennungsansatz zu bilden. Das erste Trennmittel entspricht hierbei einer Überdosis.
  • Diese Möglichkeit ist insofern sehr interessant, als eine Implantierung mit hoher Dosis nur in einem reduzierten Teil des Werkstoffblocks stattfindet. Außerdem kann, wie oben angegeben wurde, eine viel kleinere Dosis verwendet werden, um die versprödete Zone zu bilden.
  • Der Trennungsansatz kann in derselben Ebene wie die versprödete Zone wie eine Verlängerung dieser Zone gebildet sein. Wenn die Initiierung des Ansatzes in einer anderen Ebene als der der versprödeten Zone vorgenommen wird, erreicht die Fortpflanzung des Ansatzes die versprödete Zone.
  • Für die Bildung des Trennungsansatzes können mehrere Möglichkeiten herangezogen werden.
  • Gemäß einer ersten Möglichkeit kann der Trennungsansatz durch eine Ionenimplantierung einer anderen Spezies als derjenigen, die für die Bildung der versprödeten Zone herangezogen wurde, gebildet werden.
  • Gemäß einer anderen Möglichkeit kann man den Trennungsansatz durch Einführung eines Werkzeugs in den Block bilden. Das erste Trennmittel entspricht hierbei der Einführung des Werkzeugs.
  • Gemäß einer anderen Möglichkeit kann man den Trennungsansatz durch örtliches Einspritzen eines Fluids auf dem Block bilden. Das erste Trennmittel entspricht hierbei der Fluideinspritzung.
  • Gemäß einer anderen Möglichkeit kann man den Trennungsansatz durch eine örtliche Wärmebehandlung des Blocks bilden. Das erste Trennmittel entspricht nun der örtlichen Wärmebehandlung
  • Bei einer Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die Bildung einer Dünnschicht ist es je nach ihrer Dicke vielleicht vorteilhaft, sie vor dem Schritt c der Trennung (oder auch vor dem Schritt b) mit einer Versteifung fest zu verbinden. Die Versteifung kann auf der Oberfläche des Werkstoffblocks in Kontakt mit der abzutrennenden Dünnschicht gemäß einer beliebigen Auftragstechnik aufgetragen werden. Sie kann auch mit der Dünnschicht durch molekulare Adhäsion oder durch Verkleben mit Hilfe eines Bindemittels (Kleber) fest verbunden werden.
  • Wenn dagegen die Dünnschicht oder der abzutrennende Teil ausreichend dick ist oder aus einem so starren Werkstoff besteht, dass sie bzw. er nicht reißt, ist das Vorhandensein einer Versteifung nicht unbedingt erforderlich. Im folgenden Text wird ein Teil oder eine Schicht, der bzw. die eine ausreichende Dicke oder eine ausreichende Steifheit besitzt, um bei der Trennung nicht zu reißen, mit "selbsttragendem" Teil oder "selbstragender" Schicht bezeichnet.
  • Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die Figuren der beiliegenden Zeichnung folgt. Diese Beschreibt dient ausschließlich zur Veranschaulichung und ist nicht begrenzend.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • die 1A bis 1D sind schematische Schnitte eines Substrats und veranschaulichen Schritte der Abtrennung einer durch eine Versteifung gehaltenen Dünnschicht gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren.
  • die 2A bis 2C sind schematische Schnitte eines Substrats und veranschaulichen Schritte der Abtrennung einer selbsttragenden Dünnschicht nach einem erfindungsgemäßen Verfahren.
  • die 3A bis 3D sind schematische Schnitt eines Substrats und veranschaulichen Schritte der Abtrennung einer durch eine Versteifung gehaltenen Dünnschicht nach einem erfindungsgemäßen Verfahren, das eine Abwandlung bezüglich des in den 1A bis 1D dargestellten Verfahrens darstellt.
  • Ausführliche Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung
  • In der folgenden Beschreibung sind identische, ähnliche oder gleichwertige Teile der verschiedenen Figuren mit denselben Bezugszahlen versehen, so dass man die verschiedenen Ausführungsformen besser zueinander in Bezug bringen kann.
  • Ferner ist zu erwähnen, dass die verschiedenen Figuren und die verschiedenen Teile der Figuren zur besseren Lesbarkeit der Figuren nicht in einem homogenen Maßstab dargestellt sind.
  • 1A zeigt ein Substrat 10, das einen homogenen oder nicht homogenen Werkstoffblock bildet, wie er in der vorstehenden Beschreibung erwähnt wurde. Dieser Block kann beispielsweise ein Barren oder eine Platte aus halbleitendem oder piezoelektrischem oder auch ferroelektrischem Werkstoff sein. Er kann vorbehandelt sein oder nicht. In dem Fall, in dem der Block eine behandelte oder nicht behandelte Halbleiterplatte ist, handelt es sich beispielsweise um ein Siliziumsubstrat.
  • Eine Wasserstoffionenimplantierung mit einer Dosis von etwa 7·1016 H+/cm2 mit einer Energie von 100 KeV beispielsweise, gestattet es, in dem Substrat eine versprödete Zone 12 zu bilden. Diese erstreckt sich im Wesentlichen gemäß einer Ebene, die zu der Oberfläche des Substrats parallel ist, über welche die Verunreinigungen implantiert wurden. Im Fall der Figur wurden die Verunreinigungen über eine Seite des Substrats 18 implantiert, die im folgenden Text mit Oberflächenseite bezeichnet wird. Die versprödete Zone begrenzt im Substrat 10 eine dünne Oberflächenschicht 14 und einen massiven Teil 16. Je nach den Implantierungsbedingungen kann es interessant sein, eine Wärmebehandlung vorzunehmen, um die Versprödung zu erhöhen. Man kann beispielsweise eine Wärmebehandlung von zwei Stunden bei 350°C vornehmen.
  • 1B zeigt die Übertragung der Oberflächenseite der Dünnschicht 14 auf ein zweites Substrat 20, Zielsubstrat genannt, das eine Versteifung für die Dünnschicht bilden kann. Es handelt sich beispielsweise um ein Substrat aus geschmolzenem Siliziumoxid, fälschlich Quarz genannt.
  • Die feste Verbindung der Schicht 14 mit dem Substrat 20 kann entweder direkt durch molekulare Adhäsion oder, wie in den 1 dargestellt, über mindestens eine Werkstoffschicht 22 vorgenommen werden, die auf der Dünnschicht und/oder auf dem Substrat angeordnet ist. Im letzten Fall wird die Zwischenschicht 22 gewählt, entweder um die molekulare Haftung (beispielsweise des SiO2) zu begünstigen oder um eine adhäsive Verklebung vorzunehmen (vorzugsweise eine Kleberschicht).
  • In dem Fall einer direkten molekularen Verklebung zwischen den zu verbindenden Seiten der beiden Substrate erfahren die Substrate beispielsweise eine chemische Reinigungsbehandlung, die dazu bestimmt ist, die zu verbindenden Seiten hydrophil zu machen. Nach In-Kontakt-Bringen der zu verbindenden Seiten können die Substrate eventuell einer ersten Wärmebehandlung unterzogen werden, die insbesondere dazu bestimmt ist, die Adhäsionskräfte zu erhöhen und/oder die Versprödung auf Höhe der implantierten Zone zu erhöhen. Diese Behandlung wird beispielsweise mit einem Wärmeaufwand von etwa 300°C während 2 Stunden vorgenommen.
  • 1C zeigt die Bildung eines Trennungsansatzes 30 im Substrat 10. Der Trennungsansatz 30 erstreckt sich von einer Außenseite 32 des Substrats 10, im vorliegenden Fall von einer seitlichen Seite der Figur, bis zu der versprödeten Zone 12. Der Trennungsansatz kann durch verschiedene Mittel verursacht werden, die in der Figur symbolisch in der Form eines Pfeils mit der Bezugszahl 34 dargestellt sind. Diese Mittel können eine Einspritzung von Wasser oder einem anderen Fluid oder ein Werkzeug, wie eine Klinge, das auf Höhe der versprödeten Zone eingeführt wird, umfassen.
  • Gemäß einer anderen Möglichkeit kann der Trennungsansatz durch eine Ionenimplantierung mit einer auf einen Randbereich des Substrats begrenzten Überdosis verursacht werden. Ein solcher Bereich ist in den Figuren mit der Bezugszahl 36 dargestellt.
  • Die Überdosierung kann natürlich auch in anderen Bereichen des Substrats vorgenommen werden, wie z. B. in einem zentralen Bereich.
  • In diesem Fall kann die Bildung des Trennungsansatzes eventuell in ein und demselben Implantierungsschritt stattfinden, der auch zur Bildung der versprödeten Zone eingesetzt wird. Um sich auf das oben angegebene Zahlenbeispiel zu beziehen, sei gesagt, dass der Bereich 36 beispielsweise mit einer Dosis von 9·1016 H+/cm2 überimplantiert ist.
  • Gemäß einer weiteren Möglichkeit kann ein Trennungsansatz erzeugt werden, indem das Substrat örtlich überhitzt wird (beispielsweise mit Hilfe eines Lasers oder einer örtlichen Wärmequelle).
  • Hier ist zu bemerken, dass der Ausdruck "Trennungsansatz" im Rahmen der vorliegenden Beschreibung entweder einen Bereich bezeichnet, in dem die Trennung bereits eingesetzt hat, oder einen besonders spröden Bereich, in dem die Trennung in einem nachfolgenden eigentlichen Trennungsschritt in Angriff genommen wird.
  • Ein Pfeil 34a in einer Strichpunktlinie gibt die Möglichkeit an, nur einen oder eine Mehrzahl von Rissansätzen zu bilden.
  • 1D zeigt einen abschließenden Schritt der Trennung der Dünnschicht 14 und des massiven Teils 16 des Substrats. Die Trennung kann durch das Ausüben von mechanischen Belastungen in Form von Druck, von Zug-, Scher- oder Abziehkräften und/oder durch eine thermische Behandlung unterstützt werden. Beispielsweise kann man unter den oben angeführten Bedingungen eine thermische Behandlungen von einigen Minuten bei 350°C durchführen, um die vollständige Trennung zu erhalten. Der zum Erhalten der Trennung der Teile eingesetzte Wärmeaufwand berück sichtigt thermische Vorbehandlungen, wie z. B. eine thermische Behandlung zur Verstärkung der Haftung zwischen den Substraten, wurden durchgeführt. In allen Fällen wird dieser Wärmeaufwand durch die Verwendung des Trennungsansatzes reduziert.
  • Man erhält schließlich eine Struktur, die aus dem Zielsubstrat 20 besteht, auf dessen Oberfläche sich die Dünnschicht 14 befindet.
  • Der massive Teil 16 des ersten Substrats kann für die spätere Trennung einer anderen Dünnschicht wieder verwendet werden. Er kann gegebenenfalls auch als Zielsubstrat für das Tragen einer anderen Dünnschicht aus einem anderen Werkstoff dienen.
  • Dank des mit den 1A bis 1D dargestellten Verfahrens ist es beispielsweise möglich, auch Strukturen zu erhalten, die auf einem Siliziumsubstrat nichthalbleitende Werkstoffe umfassen, wie z. B. LiNbO3, LiTaO3 oder SrTiO3. Man kann auch Schichten aus halbleitenden III-V-Werkstoffen auf Silizium oder auf andere III-V-Halbleiter übertragen. Das Verfahren kann auch eingesetzt werden, um Substrate vom Typ SOI (Silizium auf Isolator) erhalten.
  • Im Nachstehenden werden als Beispiel Verfahrensparameter angegeben, die für die Herstellung eines SOI-Trägers verwendet werden können.
  • Im ersten Schritt nimmt man eine Wasserstoffionenimplantierung mit einer Dosis von 7·1016 H+/cm2 bei 100 KeV in einer oberflächenoxidierten Standardplatte aus Silizium vor. Diese Implantierung gestattet die Bildung einer Dünnschicht, die durch eine versprödete Zone abgegrenzt ist. Eine örtliche Überdosierung mit 9·1016 H+/cm2 wird am Umfang der versprödeten Zone vorgenommen. Die Überdosierung gestattet es, einen Tren nungsansatz im Sinne der Erfindung auf einer Länge von 1 bis 2 cm, im Fall eines Ansatzes am Plattenrand, vom Rand der Platte aus zu bilden. Nach der Übertragung der Platte auf eine andere Siliziumplatte, auf der man die Oxidschicht haften lässt, nimmt man eine thermische Trennungsbehandlung vor. Man stellt fest, dass eine Behandlung von 4 Stunden bei 350°C es gestattet, eine Trennung zu erhalten, die sich von dem Ansatz aus auf die gesamte versprödete Zone fortpflanzt.
  • Ohne Vorhandensein des Trennungsansatzes wäre es auch möglich, die Trennung auszulösen. In diesem Fall jedoch wäre eine thermische Behandlung von 350°C während 11 Stunden erforderlich. Dies zeigt die starke Reduzierung des auf die Substrate ausgeübten Wärmeaufwands dank der Erfindung.
  • 2A, die den ersten Schritt einer zweiten Möglichkeit der Durchführung der Erfindung zeigt, ist mit 1A identisch. Man kann also hinsichtlich dieser Figur auf die vorstehende Beschreibung verweisen.
  • 2B zeigt die Bildung eines Trennungsansatzes 30. Man stellt fest, dass der Ansatz 30 auf Höhe der versprödeten Zone 12 hergestellt wird und dass die Oberfläche 18 der Dünnschicht 14 freigelassen wird.
  • 2C zeigt den abschließenden Trennungsschritt, der bewirkt wird, ohne die Dünnschicht 14 mit einer Versteifung zu versehen. Eine solche Durchführung des Verfahrens ist insbesondere an die Bildung von selbstfahrenden Dünnschichten angepasst.
  • Die 3A bis 3D zeigen noch eine andere Möglichkeit der Durchführung des Verfahrens. Die 3A und 3B sind mit den 1A und 1B identisch, so dass ihre Beschreibung nicht wiederholt wird.
  • 3C, die die Bildung eines Trennungsansatzes zeigt, zeigt, dass die Trennmittel 34 an anderer Stelle als auf Höhe der versprödeten Zone 12 angelegt werden können. In dem Beispiel von 3C wird ein Werkzeug, wie eine Klinge, auf einer Seitenfläche 32 der Struktur auf Höhe der Trennfläche zwischen dem ersten Substrat 10 und dem Zielsubstrat 20 eingeführt. Das Werkzeug wird beispielsweise auf Höhe der Zwischenschicht 22 eingeführt, wenn sie existiert. Aufgrund der relativ geringen Dicke der Dünnschicht von beispielsweise weniger als oder gleich einigen μm, d. h. aufgrund der geringen Tiefe der versprödeten Zone im ersten Substrat 20, pflanzt sich der Trennungsansatz durch die Dünnschicht fort, um zur versprödeten Zone 12 zu gelangen.
  • 3D zeigt die abschließende Trennung, die sich vom Ansatz 30 auf der ganzen Oberfläche der Dünnschicht längs der versprödeten Zone fortpflanzt.
  • Wie oben erwähnt wurde, gestattet das Vorhandensein eines Trennungsansatzes die Reduzierung des Wärmeaufwands des letzten Schritts und/oder gestattet die Reduzierung der Dosis der Implantierung der versprödeten Zone. Indem man auf diese beiden Parameter einwirkt, ist es somit möglich, die Rauheit des massiven Teils 16 und vor allem der Dünnschicht 14 zu steuern.
  • Eine besondere Anwendung der Erfindung ist die Trennung eines Werkstoffblocks wie einer ganzen Platte oder eines Teils von ihr, die anderen Behandlungen, wie der Herstellung von Bauelementen unterzogen wurde oder nicht.
  • Die Erfindung kann insbesondere für die Übertragung von Chips verwendet werden (Chips, Dies, Sensors, optoelectronic Devices, usw. ...).
  • ZITIERTE SCHRIFTEN

Claims (14)

  1. Verfahren zum Trennen eines Werkstoffblocks (10), umfassend die folgenden Schritte: a) die Bildung einer versenkten Zone (12) in dem Block, die durch mindestens einen Schritt der Einführung von Ionen versprödet ist, wobei die versenkte Zone von einer Schicht von Mikrohohlräumen gebildet ist, die mindestens einen Oberflächenteil (14) des Blocks bildet, b) die Bildung mindestens eines Trennungsansatzes (30, 36) auf Höhe der versprödeten Zone durch die Verwendung eines ersten Trennmittels (34, 34a), das aus der Einführung eines Werkzeugs, der örtlichen Einspritzung eines Fluids, einer örtlichen Wärmebehandlung und/oder einer örtlichen Ionenimplantierung durch Beschuss mit einer anderen Innenspezies als der bei dem vorhergehenden Schritt eingeführten Spezies ausgewählt ist, und c) die Trennung des Oberflächenteils (14) des Blocks auf Höhe der versprödeten Zone von einem restlichen Teil (16), massiver Teil genannt, ausgehend von dem Trennungsansatz durch die Verwendung eines zweiten Mittels, das von dem ersten Trennmittel verschieden ist und aus einer Wärmebehandlung und/oder dem Anlegen von mechanischen Kräften, die zwischen dem Oberflächenteil und der versprödeten Zone ausgeübt werden, ausgewählt ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Trennungsansatz auf dem ganzen Umfang des Blocks oder einem Teil davon gebildet ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Trennungsansatz auf inneren örtlichen Zonen des Blocks gebildet ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem man eine versprödete Zone bildet, die sich im Wesentlichen parallel zu einer im Wesentlichen ebenen Zone des Blocks erstreckt, um in dem Block einen Oberflächenteil in der Form einer dünnen Oberflächenschicht zu bilden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Schritte a) und b) gleichzeitig stattfinden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte b) und c) gleichzeitig stattfinden.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem man örtlich eine Implantierung mit einer Überdosis vornimmt, um den Trennungsansatz (36) zu bilden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem man im Schritt c) mechanische Kräfte in der Form von Kräften anlegt, die von außerhalb des Blocks ausgeübt werden, und/oder von in dem Block vorhandenen inneren Spannungen.
  9. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem man vor dem Schritt c) die dünne Oberflächenschicht mit einer Versteifung in Kontakt bringt.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem man auf die dünne Oberflächenschicht mindestens eine diese Versteifung bildende Werkstoffschicht aufbringt.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem man die dünne Oberflächenschicht durch Verkleben oder durch molekulare Kontakthaftung mit einer Versteifung fest verbindet.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem man nach dem Schritt c) den massiven Teil (16) des Werkstoffblocks für das Abtrennen eines neuen Oberflächenteils wiederverwendet.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem man nach dem Schritt c) den massiven Teil des Werkstoffblocks (16) als Versteifung für den Oberflächenteil eines anderen Blocks wiederverwendet.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem man zwischen den Schritten a) und b) eine Wärmebehandlung vornimmt, um die Versprödung der versenkten Zone zu erhöhen.
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