JP4167065B2 - 積層構造を形成するための方法 - Google Patents
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Description
bonding”と題する Proceedings SPIE, The International Society for Optical
Engineering, Micromachining and Microfabrication Process Technology II, Vol.
2879, 1996, pages 291-299 における文献においては、接合対象をなす2つのウェハの結晶ネットワークどうしの間の捻れ角度を決定するための方法が提案されている。この方法においては、それらウェハの接合前に、各ウェハに関して異方性化学エッチングを施す必要がある。それにより結晶方位を明確なものとすることができるものの、接合時に結晶ネットワークどうしの間の捻れ角度を高精度で制御することに困難性が存在する。さらに、この文献においては、ウェハの傾斜角度の制御については、開示がない。
−同一の初期構造からの分離を行うことによって少なくとも2つの結晶部材を形成し、この場合、各結晶部材には、分離によって各面が形成されることとなり、これら各形成面が、初期構造の参照結晶平面に対してそれぞれ傾斜角度を有しており、これにより、これら2つの形成面の各傾斜角度の間の差が決定され;
−結晶部材に基づいて、接合対象をなす2つの構造を形成し、この場合、各構造を、それぞれ対応する結晶部材の形成面の傾斜角度に対して制御された傾斜角度を有した各接合面を有するものとし;
−初期構造内における各結晶部材の相対位置に対応させるようにして、界面内における回転に関して各構造の相対位置を制御しつつ、接合面において各構造を接合し、これにより、各構造の間の界面のところにおいて、制御された結果的傾斜角度を得る。
3 結晶部材
4 結晶部材
5 グリップ(支持体)
6 グリップ
8 接合面
9 接合面
10 脆弱化ゾーン
12 第2グリップ
13 結晶面(接合面)
17 停止層
18 セットマーク
19 セットマーク
20 参照用フラット部分
22 アモルファス材料(非結晶性材料)
30 構造
40 構造
86 目盛
92.1 セットマーク
92.2 セットマーク
96.1 セットマーク
96.2 セットマーク
p 参照結晶平面
α 結果的傾斜角度
α1 傾斜角度
α2 傾斜角度
Claims (29)
- 接合対象をなす複数の構造(30,40)から積層構造を形成するための方法であって、
前記各構造(30,40)のそれぞれが、少なくとも1つの結晶部材(3,4)を有している場合において、
同一の初期構造(1)からの分離を行うことによって少なくとも2つの結晶部材(3,4)を形成し、この場合、各結晶部材(3,4)には、分離によって各面(8,9)が形成されることとなり、これら各形成面(8,9)が、前記初期構造(1)の参照結晶平面(p)に対してそれぞれ傾斜角度(α1,α2)を有しており、これにより、これら2つの形成面(8,9)の前記それぞれの傾斜角度の間の差が決定され;
前記結晶部材(3,4)に基づいて、接合対象をなす各構造(30,40)を形成し、この場合、前記各構造(30,40)を、それぞれ対応する結晶部材(3,4)の前記形成面(8,9)の前記傾斜角度に対して制御された傾斜角度を有した各接合面(8,9)を有するものとし;
前記初期構造内における前記各結晶部材(3,4)の相対位置に対応するようにして、界面内における回転に関して前記各構造(30,40)の相対位置を制御しつつ、前記接合面において前記各構造(30,40)を接合し、接合時に、接合対象をなす前記各構造(30,40)の捻れ角度を利用することにより、前記各構造(30,40)の間の前記界面のところにおいて、自在に調節された結果的傾斜角度を得る;
ことを特徴とする方法。 - 請求項1記載の方法において、
前記2つの結晶部材(3,4)の前記各形成面(8,9)に関しての前記傾斜角度(α1,α2)の間の差を、ゼロとすることを特徴とする方法。 - 請求項1または2記載の方法において、
接合すべき前記構造(30)を、前記初期構造からの前記結晶部材(3)の前記分離を行う前にあるいはそのような分離を行った後に、前記結晶部材(3)に対して支持体(5)を組み合わせることによって形成することを特徴とする方法。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法において、
接合すべき前記構造(30)を、非結晶性層(11)によって被覆された結晶部材(3)から形成することを特徴とする方法。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法において、
分離された前記結晶部材(4)を、1つまたは複数の非結晶性材料(22)と組み合わせ得るような1つまたは複数の結晶材料を備えたものとすることを特徴とする方法。 - 請求項1記載の方法において、
接合すべき前記構造(30)の全体が結晶材料から形成されている場合には、
その構造(30)の形成を、関連する前記結晶部材(3)の形成によって行うことを特徴とする方法。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法において、
前記分離の後においてかつ前記接合の前において、前記各構造(30,40)のうちの少なくとも一方の前記接合面(8,9)を調整するというステップを行い、
その調整ステップは、前記接合面(8,9)の前記傾斜角度の変化を制御しつつ、行うことを特徴とする方法。 - 請求項7記載の方法において、
前記調整ステップにおいては、前記接合面(8,9)の熱的研磨または平滑化を行うことを特徴とする方法。 - 請求項7または8記載の方法において、
前記調整ステップにおいては、前記結晶部材(4)をなす結晶材料を露出させ得るよう、前記構造(40)を薄肉化することを特徴とする方法。 - 請求項7〜9のいずれか1項に記載の方法において、
前記調整ステップにおいては、前記構造(40)内に設けられている停止層(17)のところまで、前記構造(40)を薄肉化することを特徴とする方法。 - 請求項7〜10のいずれか1項に記載の方法において、
前記調整ステップにおいては、前記接合面(8)上に材料(11)を成膜することを特徴とする方法。 - 請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法において、
前記結晶部材(3,4)の少なくとも一方の分離を行う前に、前記結晶部材(3,4)に対して第1グリップ(5,6)を取り付けるという取付ステップを行うことを特徴とする方法。 - 請求項12記載の方法において、
前記初期構造(1)から前記結晶部材(4)を分離した後に、前記結晶部材(4)に対して第2グリップ(12)を取り付け、その後、前記第1グリップ(6)を除去することによって、接合面(13)を自由面とすることを特徴とする方法。 - 請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法において、
前記構造(30,40)の少なくとも一方の内部において、イオン打込を行うことを特徴とする方法。 - 請求項1〜14のいずれか1項に記載の方法において、
前記分離を、機械的手段、光学的手段、化学的手段、または、熱的手段によって行うとともに、そのような手段を、単独で使用するまたは組み合わせて使用することを特徴とする方法。 - 請求項1〜15のいずれか1項に記載の方法において、
前記分離を、前記初期構造(1)の面(2)を通してイオン打込を行うことによって脆弱化ゾーン(10)を形成し、その後、この脆弱化ゾーン(10)のところにおける前記結晶部材(3)の分離を引き起こし得る処理を行うことによって、実行することを特徴とする方法。 - 請求項1〜16のいずれか1項に記載の方法において、
前記接合を、材料の入力を使用して行うことを特徴とする方法。 - 請求項1〜16のいずれか1項に記載の方法において、
前記接合を、分子接着により行うことを特徴とする方法。 - 請求項17または18記載の方法において、
前記接合の後に熱処理を行い、これにより、前記界面のところに原子間結合を形成することを特徴とする方法。 - 請求項1〜19のいずれか1項に記載の方法において、
前記接合時における前記構造(30,40)の前記相対位置の前記制御に際しては、前記結晶部材(3,4)のうちの少なくとも一方の少なくとも1つの結晶軸をマーキングすることを特徴とする方法。 - 請求項1〜19のいずれか1項に記載の方法において、
前記接合時における前記構造(30,40)の前記相対位置の前記制御は、前記初期構造(1)上に形成された1つまたは複数のセットマーク(18,19)を、分離後の前記結晶部材(3,4)上において再発見することにより行うことを特徴とする方法。 - 請求項21記載の方法において、
前記セットマークを、一連をなすあるいは複数シリーズをなす目盛(86)として形成することを特徴とする方法。 - 請求項21または22記載の方法において、
前記セットマークを、前記初期構造(1)の他の部材上へと、あるいは、接合すべき前記構造(30,40)の他の部材上へと、セットマーク(96.1,96.2)として引き継ぐことを特徴とする方法。 - 請求項21〜23のいずれか1項に記載の方法において、
前記セットマークを、化学的エッチング、イオンビームエッチング、光学的彫刻、および、機械的彫刻、の中から選択された少なくとも1つの手法によって形成することを特徴とする方法。 - 請求項21記載の方法において、
前記セットマークを、参照用フラット部分(20)とすることを特徴とする方法。 - 請求項21〜25のいずれか1項に記載の方法において、
前記接合時における前記構造(30,40)の前記相対位置の前記制御を、光学的手段と機械的手段と音響的手段と流体力学的手段との中の1つまたは複数の手段を使用することによって、接合されるべき一方の構造(30)の少なくとも1つのセットマーク(92.1)の位置を、接合されるべき他方の構造(40)の少なくとも1つのセットマーク(92.2)の位置に関して、調節することにより、行うことを特徴とする方法。 - 請求項1〜26のいずれか1項に記載の方法において、
前記初期構造(1)を2つの部材へと分離し、このようにして分離した各部材を、接合すべき構造(30,40)とすることを特徴とする方法。 - 請求項1〜26のいずれか1項に記載の方法において、
前記初期構造(1)を複数回にわたって分離し、このような分離により、接合すべき構造(30,40)を得ることを特徴とする方法。 - 請求項1〜28のいずれか1項に記載された方法において、
接合される各構造(30,40)が、半導体、超伝導体、誘電体、磁性体、および、金属材料、のいずれかから形成されている、あるいは、これらの混合体から形成されていることを特徴とする方法。
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