FR2959596A1

FR2959596A1 - Amincissement detourant

Info

Publication number: FR2959596A1
Application number: FR1053356A
Authority: FR
Inventors: Alexandre Vaufredaz; Marcel Broekaart; Arnaud Castex
Original assignee: Soitec SA
Current assignee: Soitec SA
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2011-11-04
Anticipated expiration: 2030-04-30
Also published as: TW201207924A; WO2011134896A2; FR2959596B1; WO2011134896A3

Abstract

Un procédé de réalisation d'une hétérostructure comprenant le collage d'une première plaque (110) sur une deuxième plaque (120) et une étape d'amincissement de la première plaque (110) réalisée au moins par meulage au moyen d'une roue (150) dont la surface de travail (152) est en contact avec la surface exposée (113a) de la première plaque (110). La surface de travail (152) de la roue (150) comprend des particules abrasives d'une taille moyenne inférieure ou égale 44 microns ou supérieure ou égale à 325 mesh. La vitesse de descente de la roue (150) pendant l'étape de meulage est réduite à au moins 1 µm/sec lorsque la surface de travail (152) de la roue est à une distance d'au moins 250 µm de l'interface de collage entre les première et deuxième plaques, l'étape de meulage à 1 µm/sec étant poursuivie jusqu'à ce que la surface de travail (152) de la roue (150) se trouve à une distance de ladite interface de collage inférieure ou égale à 35 µm.

Description

Domaine technique et art antérieur

La présente invention se rapporte au domaine de la réalisation des structures ou substrats semi-conducteurs multicouches (également dénommées "multilayer semiconductor wafers") réalisés par transfert d'au moins une couche sur un support. La réalisation de structures multicouches comprend en général le collage par adhésion moléculaire (en anglais "direct wafer bonding" ou "fusion bonding") d'une première plaque, par exemple une plaque de silicium ou de type SOI (Silicium sur Isolant), sur une deuxième plaque ou support par exemple en silicium ou en saphir, un recuit de renforcement de collage, et un amincissement de la première plaque pour former une couche transférée sur la deuxième plaque.

L'invention concerne plus particulièrement les structures multicouches ayant une interface de collage relativement faible en raison de la limitation en température du recuit de renforcement de collage. Après un collage par adhésion moléculaire, on procède habituellement à un recuit de la structure afin de renforcer le collage entre les deux plaques, c'est-à-dire augmenter l'énergie de surface du collage entre celles-ci. Plus la température du recuit de renforcement de collage est élevée, plus l'énergie de collage ou d'adhésion résultante est grande. Or, il existe plusieurs cas de structures multicouches dans lesquels la température du recuit de collage doit être limitée à des valeurs relativement basses. Un premier cas concerne la réalisation de structures multicouches dites "hétérogènes" en ce que les deux plaques à assembler présentent des coefficients de dilatation thermique différents, par exemple différents d'au moins 10% ou 20% à température ambiante (20°C). De telles hétérostructures sont notamment celles du type silicium sur saphir (AL2O3) connues sous l'acronyme SOS (pour "Silicon-On-Sapphire") et sont utilisées notamment en microélectronique ou en optoélectronique. Lors de montées en température, par exemple à partir de 200°C et au-delà, les variations de comportement d'une des deux plaques par rapport à l'autre 1 engendrent des contraintes et/ou des déformations dans l'hétérostructure qui peuvent entraîner la délamination ou le détachement des plaques ou couches en présence, et/ou des déformations plastiques et/ou des fractures et/ou une cassure de l'un ou des substrats ou couches en présence. C'est pourquoi, avec de telles structures, la température du recuit de renforcement de collage est limitée. Un deuxième cas concerne les structures multicouches dans lesquelles la première plaque comprend en outre tout ou partie d'un composant ou d'une pluralité de microcomposants comme c'est le cas dans la technologie d'intégration tridimensionnelle de composants (3D-integration) qui nécessite le transfert d'une ou plusieurs couches de microcomposants sur un support final mais aussi dans le cas de transfert de circuits comme, par exemple, dans la fabrication d'imageurs éclairés en face arrière. Dans ce cas, la température du recuit de renforcement de collage doit être limitée pour ne pas endommager les microcomposants. Les bords des plaques utilisées pour former notamment les couches transférées et les supports présentent généralement des chanfreins ou tombées de bord (également connus sous les termes anglais de "edge rounding") dont le rôle est de faciliter leur manipulation et d'éviter les bris de bords qui pourraient se produire si ces bords étaient saillants, de tels bris étant sources de contamination en particules des surfaces des plaques. Les chanfreins peuvent être de forme arrondie et/ou biseautée. Cependant, la présence de ces chanfreins empêche un bon contact entre les plaques au niveau de leur périphérie, cette faiblesse d'adhésion étant encore plus prononcée lorsque l'interface de collage est faible en raison de la limitation de la température du recuit de renforcement tel que décrit ci-avant. Par conséquent, il existe une zone périphérique sur laquelle la première plaque ou couche transférée est peu ou pas collée. Cette zone périphérique de la première plaque ou couche transférée doit être éliminée car elle est susceptible de se casser de façon non contrôlée et de contaminer la structure par des fragments ou particules indésirables.

A cet effet, une fois la plaque collée sur le support et après amincissement de celle-ci, on peut procéder à un détourage de la couche transférée afin de retirer la zone périphérique sur laquelle s'étendent les chanfreins. Le détourage est habituellement réalisé par usinage mécanique notamment par abrasion à partir de la surface exposée de la couche transférée et jusque dans la deuxième plaque support. Cependant, un détourage mécanique profond entraîne des problèmes d'écaillage (en anglais "peel off") aussi bien au niveau de l'interface de collage entre la couche transférée et le support que dans la couche transférée elle-même. Plus précisément, au niveau de l'interface de collage, les problèmes d'écaillage correspondent à une délamination de la couche transférée sur certaines zones au voisinage de la périphérie de la couche qui peut être qualifiée de macro écaillage (ou "macro peel off"). L'énergie de collage est plus faible au voisinage de la périphérie de la couche en raison de la présence des chanfreins. Par conséquent, ce détourage peut entraîner à cet endroit un décollement partiel de la couche au niveau de son interface de collage avec le substrat support. Il se pose, par conséquent, le problème de trouver un procédé permettant de détourer la première plaque ou couche transférée dans une structure multicouche et qui n'entraîne pas les inconvénients mentionnés ci-dessus.

Résumé de l'invention L'invention a pour but de remédier aux inconvénients précités en proposant un procédé de réalisation d'une hétérostructure comprenant le collage d'une première plaque sur une deuxième plaque et une étape d'amincissement de la première plaque réalisée au moins par meulage au moyen d'une roue dont la surface de travail est en contact avec la surface exposée de la première plaque, procédé dans lequel la surface de travail de la roue comprend des particules abrasives d'une taille moyenne inférieure ou égale 44 microns ou supérieure ou égale à 325 mesh tandis que la vitesse de descente de la roue pendant l'étape de meulage est réduite à au moins 1 pm/sec lorsque la surface de travail de la roue est à une distance d'au moins 250 pm de l'interface de collage, ladite étape de meulage à 1 pm/sec étant poursuivie jusqu'à ce que la surface de travail de la roue se trouve à une distance de ladite interface de collage inférieure ou égale à 35 pm.

En réalisant un meulage d'amincissement dans les conditions opératoires définies ci-dessus, il possible d'obtenir un détourage complet de la première plaque sans réaliser l'opération de détourage habituelle, a savoir utiliser un outil de détourage qui descend dans la totalité de la première plaque, à savoir jusqu'à l'interface de collage. On combine ainsi en une seule étape l'amincissement par meulage et le détourage de la première plaque tout en évitant les problèmes d'écaillage mentionnés ci-avant. Selon un autre aspect de l'invention, lors de l'amincissement de la première plaque, la face arrière de la deuxième plaque est maintenue sur un support entraîné en rotation, la roue utilisée pour le meulage et ledit support ayant un sens de rotation identique. Selon un mode mise en oeuvre particulier de l'invention, le procédé comprend, avant l'étape de collage, au moins une étape de réalisation d'une couche de composants sur une face de la première plaque, la face de la première plaque comportant la couche de composants étant collée sur la deuxième plaque. Une étape de réalisation d'une deuxième couche de microcomposants sur la face de la première plaque opposée à la face comportant la première couche de composants peut être en outre réalisée.

L'utilisation du procédé de l'invention permet de réaliser des structures tridimensionnelles par empilement de deux plaques ou plus en minimisant les risques de délamination à la fois au niveau des interfaces de collage entre les plaques et au niveau des couches de composants. Une des couches de composants peut notamment comporter des capteurs d'images.

Brève description des figures

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : les figures lA à 1F sont des vues schématiques d'un procédé de réalisation d'une structure multicouche conformément à un mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est un organigramme des étapes mises en oeuvre lors du procédé illustré dans les figures lA à IF, la figure 3 est une vue de dessus montrant le déplacement d'une roue de meulage conformément à un mode de mise en oeuvre du procédé de l'invention, - les figures 4A à 4H, sont des vues schématiques montrant la réalisation d'une structure tridimensionnelle mettant en oeuvre le procédé de détourage de la présente invention, - la figure 5 est un organigramme des étapes mises en oeuvre lors de la réalisation de la structure tridimensionnelle illustrée dans les 20 figures 4A à 4H.

Exposé détaillé de modes de réalisation de l'invention

La présente invention s'applique, d'une manière générale, au 25 détourage d'une structure multicouche comprenant au moins deux plaques assemblées entre elles par collage et pour lesquelles l'énergie de surface du collage est limitée, par exemple à une valeur inférieure ou égale à 1 J/m2, au moins une des deux plaques comportant des chanfreins ou tombées de bords à sa périphérie. De telles structures multicouches 30 correspondent notamment aux structures réalisées à partir d'au moins deux plaques ayant des coefficients de dilatation thermique différents ou comprenant des microcomposants et pour lesquelles la température du recuit de renforcement de collage permettant de stabiliser ce denier et d'augmenter son énergie doit être limitée. L'invention pourrait s'appliquer 5 également à des structures multicouches dans lesquelles les plaques sont assemblées entre elles par d'autre type de collage tel que le collage anodique, métallique, ou avec adhésif, dans la mesure où l'énergie de surface du collage reste limitée, notamment à une valeur inférieure à 1 3/m2. Les plaques se présentent sous la forme de tranches ou "wafers" au contour généralement circulaire et peuvent présenter différents diamètres, notamment des diamètres de 100 mm, 150mm, 200 mm ou 300 mm.

Des composants peuvent être préalablement formés dans une des plaques qui est ensuite collée sur l'autre plaque qui constitue un support. On entend ici par "composants" tout type d'éléments réalisés avec des matériaux différents de celui de la plaque et qui sont sensibles aux hautes températures habituellement utilisées pour renforcer l'interface de collage. Ces composants correspondent notamment à des éléments formant tout ou partie d'un composant électronique ou d'une pluralité de microcomposants électroniques, tels que des circuits ou des contacts ou encore des couches actives. L'invention s'applique plus particulièrement, mais non exclusivement, à des hétérostructures de type SOS (silicium sur saphir) formée à partir d'un assemblage entre une première plaque ou substrat de saphir et une deuxième plaque ou substrat comprenant du silicium tel qu'une structure SOI. Les hétérostructures comprenant une couche de silicium sur un substrat saphir présentent des avantages particuliers. Les structures SOS permettent la réalisation de dispositifs hautes fréquences à faible consommation d'énergie. La présente invention propose de réaliser un amincissement par meulage de la première plaque dans des conditions spécifiques permettant de créer des effets thermomécaniques tels qu'ils conduisent à l'arrachement d'une portion annulaire restante de la première plaque et de réaliser ainsi, simultanément à l'amincissement (meulage) de la première plaque, le détourage de cette dernière. De cette manière, on réalise un détourage de la première plaque sans avoir à attaquer la première plaque jusqu'à l'interface de collage comme c'est le cas habituellement. On évite ainsi les problèmes d'écaillage et de décollement décrits ci-avant. Plus précisément, dans la présente invention, le meulage lors de l'amincissement de la première plaque est réalisé avec une roue ou meule dont la surface de travail ou partie active comporte des particules abrasives d'une taille moyenne inférieure ou égale à 44 microns ou supérieure ou égale à 325 mesh, la vitesse de descente de la roue pendant l'étape de meulage étant réduite à 1 pm/sec ou moins lorsque la surface de travail de la roue est à une distance d'au moins 250 pm de l'interface de collage. En outre, l'épaisseur restante de la première plaque après l'étape de meulage à 1 pm/sec est inférieure ou égale à 35 pm. Il est conventionnel de procéder à un meulage avec une roue ayant des particules abrasives d'une taille de l'ordre de 200 mesh et une vitesse de descente d'environ 2 pm/sec ou plus dans le but d'obtenir un enlèvement important (par exemple 600 microns) et rapide de matière. Cette étape est généralement poursuivie par un meulage avec une roue plus fine conduisant à un enlèvement plus contrôlé et permettant d'obtenir notamment une épaisseur de zone écrouie plus faible. Dans la présente invention, la roue utilisée pour le meulage présente une taille moyenne de particules abrasives et une vitesse de descente à partir de 250 pm de l'interface de collage inférieures à celles qui sont habituellement rencontrées. L'ajustement de ces paramètres et la faiblesse de l'interface de collage entre les deux couches en périphérie de ces dernières permettent de maximiser les effets thermiques et mécaniques du meulage sur la première plaque, en particulier en fin d'opération de meulage, ce qui permet de fragiliser mécaniquement la couronne ou portion annulaire de la première plaque subsistant en dessous de la roue en y créant notamment des fissures et d'obtenir, par conséquent, son arrachement.

De préférence on choisit une roue de meulage présentant des particules abrasives d'une taille inférieure à 2000 mesh, afin de limiter les efforts exercés sur la couche qui pourraient conduire à son arrachement. Un mode de mise en oeuvre d'un procédé de détourage va maintenant être décrit en relation avec les figures 1A à 1F et 2.

On décrit, en référence aux figures 1A à 1F et 2, un procédé de réalisation d'une hétérostructure de type SOS à partir d'une première plaque ou substrat initial 110 (Top) et d'une deuxième plaque ou substrat support 120 (Base). La première plaque 110 comporte à sa périphérie un chanfrein supérieur 117a et un chanfrein inférieur 117b. De même, la deuxième plaque 120 comporte à sa périphérie un chanfrein supérieur 127a et un chanfrein inférieur 127b. La première plaque 110 a une épaisseur comprise entre 600 et 900 pm environ. Comme représentée sur la figure 1A, la première plaque 110 est constituée d'une structure de type SOI (Silicium sur Isolant) comprenant une couche de silicium 111 sur un support 113 également en silicium, une couche d'oxyde enterrée 112, par exemple en SiO2, étant disposée entre la couche 111 et le support 113. La surface extérieure de la première plaque 110 a été en outre préalablement recouverte d'une couche d'oxyde thermique 114 ayant une épaisseur comprise entre 10 et 50 nm et formée par exemple par oxydation de la surface de la plaque, afin de protéger cette dernière lors de l'étape de gravure chimique ultérieure. La première plaque 110 peut être également constituée d'une plaque de silicium monolithique comportant ou non des composants.

La deuxième plaque 120 est constituée d'une plaque ("wafer") de saphir (figure 1A). La face alla (ici recouverte de la couche d'oxyde 114) de la première plaque 110 et la surface 120a de la deuxième plaque 120 sont mises en contact intime et une pression est appliquée sur l'une des deux plaques afin d'initier la propagation d'une onde de collage entre les surfaces en contact (étape S1, figure 1B). Comme bien connu en soi, le principe du collage par adhésion moléculaire, encore appelé collage direct, est basé sur la mise en contact direct de deux surfaces, c'est-à-dire sans l'utilisation d'un matériau spécifique (colle, cire, brasure, etc.). Une telle opération nécessite que les surfaces à coller soient suffisamment lisses, exemptes de particules ou de contamination, et qu'elles soient suffisamment rapprochées pour permettre d'initier un contact, typiquement à une distance inférieure à quelques nanomètres. Dans ce cas, les forces attractives entre les deux surfaces sont assez élevées pour provoquer l'adhérence moléculaire (collage induit par l'ensemble des forces attractives (forces de Van Der Waals) d'interaction électronique entre atomes ou molécules des deux surfaces à coller).

Le collage ainsi réalisé n'est pas stabilisé en ce qu'un recuit de renforcement de collage n'a pas été réalisé. Il est possible de soumettre l'assemblage des deux plaques à un recuit mais dont la température doit être nécessairement limitée en raison de la différence de coefficient de dilatation thermique entre les deux plaques. Dans l'exemple décrit ici, le recuit ne peut dépasser 180°C, et ce sur une durée inférieure à une dizaine d'heures. Un tel recuit ne permet de stabiliser le collage si bien que l'énergie de surface du collage n'excède pas 700 mJ/m2. La réalisation de l'hétérostructure se poursuit par l'amincissement de la première plaque 110 de manière à former une couche transférée correspondant à une portion de ladite première plaque. L'amincissement est réalisé d'abord par meulage d'une portion majoritaire du support 113 de la première plaque (étape S2, figure 1C à 1E). Conformément à l'invention, le meulage est réalisé avec une roue ou meule 150 dont la surface de travail ou partie active de meulage 152 comporte des particules abrasives d'une taille moyenne inférieure ou égale à 44 microns ou supérieure ou égale à 325 mesh. Les particules abrasives peuvent être notamment des particules de diamant. Lors du meulage, l'assemblage des deux plaques est maintenu au niveau de la face arrière 120b de la deuxième plaque 120 par un support 160, également appelé "chuck", comportant un plateau 162 apte à maintenir la deuxième plaque 120, par exemple, par succion ou par un système électrostatique. Durant le meulage, le support 160 peut être fixe tandis que la roue 150 est entraînée en rotation autour de son axe 151 ou inversement. Alternativement, comme dans l'exemple décrit ici, le support 160 peut être aussi mobile en rotation autour d'un axe 161. Habituellement, lorsque le support et la roue sont tous les deux entraînés en rotation lors du meulage, la roue est entraînée dans un sens de rotation inverse de celui du support. Dans l'invention, la roue est de préférence entraînée dans le même sens de rotation que le support.

Comme illustrée sur la figure 3, lors du meulage, une fois la roue 150 et le support 160 entraînés en rotation autour de leur axe de rotation respectifs 151 et 161 et suivant des sens de rotation respectifs SRoue et Ssupport, la surface de travail de la roue n'est pas entièrement mise en contact avec la surface de la première plaque afin notamment de faciliter l'évacuation de la matière meulée. Afin d'assurer un meulage uniforme sur toute la surface 113a de la première plaque 110, la roue 150 est continuellement déplacée sur la surface de cette dernière dans différentes positions illustrées en pointillées sur la figure 3.

La Déposante a constaté qu'en entraînant la roue 150 et le support 160 suivant le même sens de rotation comme illustré sur la figure 3, on attaque le bord de la première plaque plus agressivement ce qui favorise l'arrachement de la portion annulaire de la première plaque à détourer. A titre d'exemple non limitatif, la roue 150 peut être entraînée à une vitesse de 2800 tours/minute tandis que le support 160 est entraîné en rotation dans le même sens à une vitesse de 593 tours/minute, Conformément à l'invention, la vitesse de descente VD de la roue 150 dans la première plaque 110 est contrôlée en fonction de la distance ou visée présente entre la surface de travail 152 de la roue 150 et l'interface de collage (ici le plan de contact entre la couche d'oxyde thermique 114 et la face de collage 120a de la deuxième plaque 120). A cet effet, lors du meulage, on mesure en permanence l'épaisseur de la couche restante, par exemple avec une sonde de mesure de hauteur présente sur le dispositif de meulage. À plus de 650 pm de l'interface de collage, la vitesse de descente VD de la roue est de 3 pm/sec. À partir de 650 pm, la vitesse de descente VD est réduite à 2 pm/sec. Lorsque la surface de travail 152 de la roue 150 se trouve à 250 pm, on réduit encore la vitesse de descente VD à 1 pm/sec. Cette réduction progressive de la vitesse de descente de la roue permet d'éviter un changement de vitesse de descente trop brusque entre la vitesse de départ et la vitesse finale qui pourrait conduire à une délamination ou un arrachement des plaques à l'interface de collage. Avec cette dernière vitesse de descente (1 pm/sec), les effets thermomécaniques produits sont maximisés. Dans l'exemple décrit ici, la profondeur de meulage est choisie de manière à stopper la descente de la roue 150, ou plus précisément sa surface de travail 152, à une distance de l'interface de collage hhio de l'ordre de 35 pm, distance à partir de laquelle la portion annulaire ou couronne 1110 subsistant sous la roue 150 s'arrache sous les effets thermomécaniques (figure 1D). On obtient ainsi un détourage complet de la première plaque 110. A ce stade de l'amincissement, c'est-à-dire avant la deuxième étape de l'amincissement réalisée par voie chimique, la partie restante 113b du support 113 de la première plaque 110 présente une surface 113a écrouie (figure 1E). L'amincissement de la première plaque 110 est poursuivi par une gravure chimique, encore appelée gravure humide, de la portion restante 113b (étape S3, figure 1F) par exemple, au moyen d'une solution de gravure TMAH (Tetramethylammonium hydroxide), KOH, gravure sèche de type RIE (pour "Reactive Ion Etching"). Après la gravure, on obtient ainsi une structure multicouche 130 de type SOS comprenant un support en saphir formé par la deuxième plaque 120 et une couche transférée 115 correspondant au moins à la couche de silicium 111 de la première plaque 110, la couche d'oxyde 112 pouvant être, suivant les besoins, conservée ou retirée, par exemple par désoxydation HF. Un procédé de réalisation d'une structure tridimensionnelle par transfert d'une couche de microcomposants formée dans une première plaque ou un substrat initial 200 sur une deuxième plaque ou substrat support 300 (Base) conformément à un mode de réalisation de l'invention est maintenant décrit en relation avec les figures 4A à 4H et 5. La réalisation de la structure tridimensionnelle débute par la formation d'une première série de microcomposants 204 à la surface de la première plaque 200 dont le bord périphérique présente un chanfrein supérieur 206a et un chanfrein inférieur 206b (figure 4A, étape S11). Dans l'exemple décrit ici, la première plaque 200 est une structure multicouche de type SOI, c'est-à-dire qui comprend une couche de silicium 201 disposée sur un substrat 203 également en silicium, une couche d'oxyde enterrée 202 (par exemple une couche de SiO2) étant présente entre la couche 201 et le substrat 203. La première plaque 200 a une épaisseur comprise entre 600 et 900 pm environ. Les microcomposants 204 sont formés par photolithographie au moyen d'un masque permettant de définir les zones de formation de motifs correspondant aux microcomposants à réaliser. Comme représentée sur la figure 4A, la surface externe de la première plaque 200 est ensuite recouverte d'une couche d'oxyde thermique 205, ayant une épaisseur comprise par exemple entre 0,1 et 3 pm et formée par exemple par oxydation de la surface de la plaque, afin de protéger cette dernière lors de l'étape de gravure chimique ultérieure (étape S12). La première plaque 200 peut être également constituée d'une plaque de silicium monolithique. La deuxième plaque ou substrat support 300 est une plaque de silicium dont le bord périphérique présente un chanfrein supérieur 306a et un chanfrein inférieur 206b. La surface externe de la plaque 300 est recouverte d'une couche d'oxyde thermique 305 ayant une épaisseur comprise par exemple entre 0,1 et 3 pm (figure 4B, étape S13). La face de la première plaque 200 comprenant les microcomposants 204 est ensuite mise en contact intime avec une face de la deuxième plaque 300 via les couches d'oxyde thermique 205 et 305 et une pression est appliquée sur l'une des deux plaques afin d'initier la propagation d'une onde de collage entre les surfaces en contact (étape S14, figure 4C). L'adhésion entre les deux plaques est réalisée à une température peu élevée pour ne pas endommager les composants et/ou la première plaque. Plus précisément, après la mise en contact des plaques à température ambiante, un recuit de renforcement du collage peut être réalisé mais à une température inférieure à 450°C, température à partir de laquelle certains métaux tels que l'aluminium ou le cuivre commencent à fluer. Un tel recuit ne permet de stabiliser le collage si bien que l'énergie de surface du collage à l'interface de collage n'excède pas 1 J/m2. Conformément à l'invention, après le collage de la première plaque 200, on procède à l'amincissement de cette dernière.

L'amincissement est réalisé d'abord par meulage d'une portion majoritaire du support 203 de la première plaque (étape S15, figures 4D à 4F). Conformément à l'invention, le meulage est réalisé avec une roue ou meule 250 dont la surface de travail ou partie active de meulage 252 comporte des particules abrasives d'une taille moyenne inférieure ou égale à 44 microns ou supérieure ou égale à 325 mesh. Les particules abrasives peuvent être notamment des particules de diamant. Lors du meulage, l'assemblage des deux plaques est maintenu au niveau de la face arrière 300b de la deuxième plaque 300 par un support 260, également appelé "chuck", comportant un plateau 262 apte à maintenir la deuxième plaque 300, par exemple, par succion ou par un système électrostatique. Dans l'exemple décrit ici, le support 260 est aussi mobile en rotation autour d'un axe 261 suivant un sens de rotation identique à celui de la roue comme décrit ci-avant en relation avec la figure 3. Toutefois, selon des variantes de mise en oeuvre, le support 260 peut être fixe tandis que la roue 250 est entraînée en rotation autour de son axe 251 ou inversement. Conformément à l'invention, on contrôle la vitesse de descente VD de la roue 250 dans la première plaque 210 en fonction de la distance ou visée présente entre la surface de travail 252 de la roue 250 et l'interface de collage (ici le plan de contact entre les couches d'oxyde thermique 205 et 305), par exemple de la façon suivante: à plus de 650 pm de l'interface de collage, la vitesse de descente VD de la roue est de 3 pm/sec, - à partir de 650 pm de l'interface de collage, la vitesse de descente VD est réduite à 2 pm/sec, à partir de 250 pm de l'interface de collage, on réduit encore la vitesse de descente VD à 1 pm/sec. Dans l'exemple décrit ici, la profondeur de meulage est choisie de manière à stopper la descente de la roue 250, ou plus précisément sa surface de travail 252, à une distance de l'interface de collage h2oo de l'ordre de 35 pm, distance à partir de laquelle la portion annulaire ou couronne 210 subsistant sous la roue 250 s'arrache sous les effets 14 thermomécaniques (figure 4E). On obtient ainsi un détourage complet de la première plaque 200. A ce stade de l'amincissement, c'est-à-dire avant la deuxième étape de l'amincissement réalisée par voie chimique, la partie restante 203b du support 203 de la première plaque 200 présente une surface 203a écrouie (figure 4F). On poursuit l'amincissement de la première plaque 200 par une gravure chimique de la portion restante 203b (étape S16, figure 3G) par exemple, au moyen d'une solution de gravure TMAH (Tetramethylammonium hydroxide), ou de KOH, ou même d'une gravure sèche de type RIE. Après avoir préalablement retirée la couche d'oxyde 202, on forme une deuxième couche de microcomposants 214 au niveau de la surface exposée de la couche 201 (figure 4H, étape S17). Dans l'exemple décrit ici, les microcomposants 214 sont formés en alignement avec les microcomposants 204 enterrés. A cet effet, on utilise un masque de photolithographie similaire à celui utilisé pour former les microcomposants 204. On obtient alors une structure composite 500 formée de la deuxième plaque 300 et d'une couche transférée 215 correspondant à la partie restante de la première plaque 200 comportant les microcomposants 204 et 214. Dans une variante, la structure tridimensionnelle est formée par un empilement de couches, c'est-à-dire par le collage d'une ou plusieurs plaques ou substrats supplémentaires sur la couche 201, chaque plaque supplémentaire étant en alignement avec la ou les couches directement adjacentes. Un détourage partiel effectué entre les deux étapes d'amincissement conformément à l'invention tel que décrit ci-avant est réalisé pour chaque plaque de manière à former une couche transférée.

En outre, avant chaque transfert d'une plaque supplémentaire, on peut déposer sur la couche exposée une couche d'oxyde, par exemple une couche d'oxyde TEOS, afin de faciliter l'assemblage et protéger les zones détourées (pour lesquelles le matériau de la plaque sous-jacente est exposé) des attaques chimiques ultérieures.

Selon un mode de réalisation particulier, une des couches de microcomposants peut notamment comporter des capteurs d'images. Selon un autre mode de réalisation, des composants ont été préalablement formées dans la deuxième plaque support avant son assemblage avec la première plaque constituant la couche transférée.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de réalisation d'une hétérostructure comprenant le collage d'une première plaque (110) sur une deuxième plaque (120) et une étape d'amincissement de la première plaque (110) réalisée au moins par meulage au moyen d'une roue (150) dont la surface de travail (152) est en contact avec la surface exposée (113a) de la première plaque (110), caractérisé en ce que la surface de travail (152) de la roue (150) comprend des particules abrasives d'une taille moyenne inférieure ou égale 44 microns ou supérieure ou égale à 325 mesh, et en ce que la vitesse de descente de la roue (150) pendant l'étape de meulage est réduite à au moins 1 pm/sec lorsque la surface de travail (152) de la roue est à une distance d'au moins 250 pm de l'interface de collage entre les première et deuxième plaques, ladite étape de meulage à 1 pm/sec étant poursuivie jusqu'à ce que la surface de travail (152) de la roue (150) se trouve à une distance de ladite interface de collage inférieure ou égale à 35 pm.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lors de l'amincissement de la première plaque (110), la face arrière (120b) de la deuxième plaque (120) est maintenue sur un support (160) entraîné en rotation et en ce que la roue (150) utilisée pour le meulage et ledit support ont un sens de rotation identique.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la première plaque (110) présente une épaisseur avant amincissement d'au moins 600 pm.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première plaque (110) est une plaque de silicium ou une structure du type SOI.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'amincissement comprend en outre une étape de gravure chimique réalisée après l'étape de meulage.
6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que, avant l'étape de collage, on forme une couche d'oxyde (114) sur la surface exposée de la première plaque (110).
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, 10 caractérisé en ce que la première plaque (110) comprend des composants.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la deuxième plaque (120) est une plaque de saphir.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que la deuxième plaque (120) est une plaque de silicium.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que, avant 20 l'étape de collage, on forme une couche d'oxyde sur la surface exposée de la deuxième plaque (120).
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend, avant l'étape de collage, au moins une 25 étape de réalisation d'une couche de composants (204) sur une face de la première plaque (200), la face de la première plaque (200) comportant la couche de composants (204) étant collée sur la deuxième plaque (300).
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il 30 comprend en outre une étape de réalisation d'une deuxième couche de microcomposants (214) sur la face de la première plaque (200) opposée à la face comportant la première couche de composants (204). 15
13. Procédé selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce qu'au moins la première couche de composants (214) comporte des capteurs d'images.