JP5746790B2 - ウェーハを永久的に結合する方法 - Google Patents

ウェーハを永久的に結合する方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5746790B2
JP5746790B2 JP2014503002A JP2014503002A JP5746790B2 JP 5746790 B2 JP5746790 B2 JP 5746790B2 JP 2014503002 A JP2014503002 A JP 2014503002A JP 2014503002 A JP2014503002 A JP 2014503002A JP 5746790 B2 JP5746790 B2 JP 5746790B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reservoir
layer
contact surface
gas
reaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014503002A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014516469A (ja
JP2014516469A5 (ja
Inventor
トマス・プラハ
クルト・ヒンゲル
マルクス・ヴィンプリンガー
クリストフ・フリュートゲン
Original Assignee
エーファウ・グループ・エー・タルナー・ゲーエムベーハー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by エーファウ・グループ・エー・タルナー・ゲーエムベーハー filed Critical エーファウ・グループ・エー・タルナー・ゲーエムベーハー
Publication of JP2014516469A publication Critical patent/JP2014516469A/ja
Publication of JP2014516469A5 publication Critical patent/JP2014516469A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5746790B2 publication Critical patent/JP5746790B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/50—Multistep manufacturing processes of assemblies consisting of devices, each device being of a type provided for in group H01L27/00 or H01L29/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
    • H01L21/2003—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy characterised by the substrate
    • H01L21/2007—Bonding of semiconductor wafers to insulating substrates or to semiconducting substrates using an intermediate insulating layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76—Making of isolation regions between components
    • H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/7624—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
    • H01L21/76251—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using bonding techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

本発明は、請求項１で請求する第１の基板の第１の接触面を第２の基板の第２の接触面に結合する方法に関する。
基板の永久的又は不可逆的結合の目的は、基板の２つの接触面の間に、できる限り強く、特にできる限り不可逆的である結合、したがって、高い結合力を形成することである。従来技術においてこの目的のための様々なアプローチ及び製造方法が存在する。
公知の製造方法及び現在までに採用されたアプローチは、再現させることができず又は不完全にしか再現させることができず、特に変化した状態にほとんど適用することができない結果をもたらすことが多い。特に、現在用いられている製造方法は、再現性のある結果を保証するために、高い温度、特に＞４００℃を使用することが多い。
エネルギー消費が高いこと及び基板上に存在する構造の破壊が起こり得ることなどの技術的問題は、高い結合力を得るために現在必要である３００℃をはるかに上回る高温にある程度起因する。
他の要求は、下記の事項にある。
−フロントエンドオブライン適合性
これは、電気的能動素子の製造時の工程の適合性と定義される。したがって、結合工程は、構造ウェーハ上に既に存在するトランジスタなどの能動素子が加工中に有害な影響も損傷も受けないように計画されなければならない。適合性の基準は、主として特定の化学元素（主としてＣＭＯＳ構造における）の純度及び主として熱応力による機械的耐荷重性を含む。
−低汚染
−無加力
−特に異なる熱膨張係数を有する材料について、できる限り低い温度
結合力の低下は、構造ウェーハのより穏やかな処理と、ひいては直接的な機械的負荷による破壊の可能性の低下につながる。
したがって、本発明の目的は、同時にできる限り低い温度におけるできる限り高い結合力を有する永久的結合の穏やかな形成の方法を提供することである。
この目的は、請求項１の特徴により達成される。本発明の有利な展開を従属請求項に示す。本明細書に示す特徴の少なくとも２つのすべての組合せ、請求項及び／又は図も本発明の枠内に入る。所定の値の範囲において、表示限界内の値は、境界値としても開示されるように考慮され、いずれかの組合せにおいて請求される。
本発明の基本的概念は、少なくとも基板の一方に第１の反応体（Ｅｄｕｋｔ）を保持するためのレザバー（Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）を形成することであり、この第１の反応体は基板の間の接触を起こさせ又は一時的結合を形成させた後に他方の基板に存在する第２の反応体と反応し、それにより、基板間の不可逆的又は永久的結合が形成される。第１の接触面のレザバー形成層にレザバーを形成する前又は後に、一般的に、特にフラッシングステップによる一方又は両方の基板の洗浄を行う。この洗浄は、非結合部位をもたらすような粒子が表面上に存在しないことを一般的に保証するものである。レザバー及びレザバーに含まれる反応体によって１つの技術的可能性がもたらされ、一時的又は可逆的結合を形成させた後の接触面に直接、永久的な結合を強固にしかつ結合速度を増加させる反応（第１の反応体又は第１の群と第２の反応体又は第２の群との）が、特に該反応により接触面の少なくとも１つ、好ましくはレザバーの反対側の接触面を変形させることにより、誘導される。本発明によれば、反対側の第２の接触面に成長層が存在し、該成長層において、本発明による変形が起こり、または、第１の反応体（又は第１の群）が第２の基板の反応層中に存在する第２の反応体（又は第２の群）と反応する。第１の反応体（又は第１の群）と第２の反応体（又は第２の群）との反応を促進するために、本発明によれば、第２の基板の反応層とレザバーとの間に位置する成長層を、基板を接触させる前に薄くする。その理由は、このようにして、反応相手の間の距離が減少し、同時に、本発明による成長層の変形／形成が促進されるからである。成長層は、薄層化によって少なくとも部分的に、とりわけ大部分は、好ましくは完全に除去される。成長層は、完全に除去された場合でも、第１の反応体と第２の反応体との反応で再び成長する。
本発明によれば、とりわけ第２の基板の反応層の不動態化により、好ましくはＮ２、フォーミングガス若しくは不活性雰囲気への曝露により又は真空中で又は非晶質化により、接触面を接触させる前の成長層の成長を抑制する手段が存在してもよい。これに関連して、フォーミングガスを含む、とりわけ主としてフォーミングガスからなるプラズマによる処理は、とりわけ適切であることが立証された。ここで、フォーミングガスは、少なくとも２％、より有利には４％、理想的には１０％又は１５％の水素を含むガスと定義される。混合ガスの残りの部分は、例えば、窒素又はアルゴンなどの不活性ガスからなる。
この処置の代わりに又はこれに加えて、本発明によれば、薄層化するステップと接触させるステップとの間の時間を最小限にすること、とりわけ２時間未満、好ましくは３０分未満、さらにより好ましくは１５分未満、理想的には５分未満にすることが有利である。それにより、薄層化の後に起こる酸化物の成長を最小限にすることができる。
薄くされ、したがって、永久的結合の形成の少なくとも開始時又は反応の開始時に非常に薄い成長層により、成長層を通る反応体の拡散速度は全体的に増加する。これは、同じ温度において反応体の移動時間がより短くなることにつながる。
基板の間の一時的又は可逆的結合を形成させるための前結合ステップについては、基板の接触面間の弱い相互作用を発生させる目的の様々な手段が存在する。前結合強さは、永久的結合を少なくとも２〜３倍、特に５倍、好ましくは１５倍、より好ましくは２５倍下回る。指針値として、純粋な非活性化親水性化ケイ素の前結合強さが約１００ｍＪ／ｍ２であり、純粋なプラズマ活性化親水性化ケイ素の前結合強さが約２００〜３００ｍＪ／ｍ２であることが言及される。分子で濡らした基板間の前結合は、異なるウェーハ面の分子間のファンデルワールス相互作用に主として起因して生ずる。したがって、主として永久双極子モーメントを有する分子が、ウェーハ間の前結合を可能にするのに適している。結合手段として、以下の化学化合物が挙げられるが、これらは例であり、これらに限定されない。
−水
−チオール
−ＡＰ３０００
−シラン及び／又は
−シラノール
本発明における基板としては、その材料が反応体として他の供給された反応体と反応して、より大きいモル体積を有する生成物を生成することができ、その結果として基板上の成長層の形成に作用しうる基板が適している。以下の組合せは、特に有利であり、矢印の左に反応体の名称を示し、矢印の右に生成物の名称を示し、上記反応体と反応する供給された反応体または副生成物は、具体的には名称を示さない。
− Ｓｉ → ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＮｘＯｙ
− Ｇｅ → ＧｅＯ２、Ｇｅ３Ｎ４
− α−Ｓｎ → ＳｎＯ２
− Ｂ → Ｂ２Ｏ３、ＢＮ
− Ｓｅ → ＳｅＯ２
− Ｔｅ → ＴｅＯ２、ＴｅＯ３
− Ｍｇ → ＭｇＯ、Ｍｇ３Ｎ２
− Ａｌ → Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ
− Ｔｉ → ＴｉＯ２、ＴｉＮ
− Ｖ → Ｖ２Ｏ５
− Ｍｎ → ＭｎＯ、ＭｎＯ２、Ｍｎ２Ｏ３、Ｍｎ２Ｏ７、Ｍｎ３Ｏ４
− Ｆｅ → ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４
− Ｃｏ → ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４，
− Ｎｉ → ＮｉＯ、Ｎｉ２Ｏ３
− Ｃｕ → ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ、Ｃｕ３Ｎ
− Ｚｎ → ＺｎＯ
− Ｃｒ → ＣｒＮ、Ｃｒ２３Ｃ６、Ｃｒ３Ｃ、Ｃｒ７Ｃ３、Ｃｒ３Ｃ２
− Ｍｏ → Ｍｏ３Ｃ２
− Ｔｉ → ＴｉＣ
− Ｎｂ → Ｎｂ４Ｃ３
− Ｔａ → Ｔａ４Ｃ３
− Ｚｒ → ＺｒＣ
− Ｈｆ → ＨｆＣ
− Ｖ → Ｖ４Ｃ３、ＶＣ
− Ｗ → Ｗ２Ｃ、ＷＣ
− Ｆｅ → Ｆｅ３Ｃ、Ｆｅ７Ｃ３、Ｆｅ２Ｃ
以下の混合形態の半導体も基板として考えられる。
− ＩＩＩ−Ｖ：ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ、ＧａＳｂ、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ
− ＩＶ−ＩＶ：ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、
− ＩＩＩ−ＩＶ：ＩｎＡｌＰ、
−非線型光学：ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、ＫＤＰ（ＫＨ２ＰＯ４）
−太陽電池：ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＩｎＧａＳｅ２、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＧａＳ２
−導電性酸化物：Ｉｎ２−ｘＳｎｘＯ３−ｙ
本発明によれば、ウェーハの少なくとも１つに、それぞれの接触面に直接、レザバー（又は複数のレザバー）が存在し、その中に体積膨張反応のための特定の量の少なくとも１つの供給された反応体を保存することができる。反応体は、例えば、Ｏ２、Ｏ３、Ｈ２Ｏ、Ｎ２、ＮＨ３、Ｈ２Ｏ２等である。特に酸化物の成長により決定づけられる膨張により、系のエネルギーを低下させようとする反応相手の動きに基づいて、接触面間の生じ得る隙間、孔隙及び空洞が最小限となり、これらの領域における基板の間の距離が狭められることにより、結合力が相応に増加する。最善な可能な場合において、存在する隙間、孔隙及び空洞は、完全に閉鎖され、そのため、全体の結合面が拡がり、これにより、本発明によれば結合力がそれに応じて増大する。
接触面は通常、０．２ｎｍの二次元粗度（Ｒｑ）による粗度を示す。これは、１ｎｍの範囲における表面のピークピーク値に相当する。これらの経験値は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により測定した。
本発明における反応は、１単層（ＭＬ）の水を有する、直径が２００〜３００ｍｍの円形ウェーハの通常のウェーハ面について、成長層を０．１〜０．３ｎｍ成長させるのに適している。
本発明によれば、したがって、特に、少なくとも２ＭＬ、好ましくは少なくとも５ＭＬ、より好ましくは少なくとも１０ＭＬの流体、特に水がレザバー内に保存される。
プラズマへの曝露によるレザバーの形成が特に好ましい。その理由は、プラズマ曝露がさらに相乗効果として接触面の平滑化及び親水性化をもたらすからである。表面は、レザバー形成層及び場合によって反応層の物質の主として粘性流によるプラズマ活性化により平滑化される。親水性の増大は、好ましくは表面上に存在するＳｉ−Ｏ化合物、たとえば特に以下の反応によるＳｉ−Ｏ−Ｓｉの分解による、ケイ素ヒドロキシル化合物の増加によって特に起こる。
Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ＋Ｈ２Ｏ←→２ＳｉＯＨ
特に前述の効果の結果としての他の副次的効果は、前結合強さが特に２〜３倍改善することにある。
第１の基板の第１の接触面のレザバー形成層における（及び場合によって、第２の基板の第２の接触面のレザバー形成層の）レザバーは、熱酸化物で被覆された第１の基板の例えばプラズマ活性化により形成される。プラズマ活性化は、プラズマに必要な条件を調節することができるよう真空チャンバー中で行われる。本発明によれば、プラズマ放電のために０〜２０００ｅＶの範囲のイオン化エネルギーを有するＮ２ガス、Ｏ２ガス又はアルゴンガスを用い、その結果として、処理表面、この場合には第１の接触面の２０ｎｍ以下の、好ましくは１５ｎｍ以下の、より好ましくは１０ｎｍ以下の、最も好ましくは５ｎｍ以下の深さを有するレザバーが生成される。本発明によれば、レザバーを生成するのに適する粒子型、原子及び／又は分子を用いることができる。好ましくは必要な特性を有するレザバーを生成するような原子及び／又は分子を用いる。該当する特性は、主として細孔径、細孔分布及び細孔密度である。或いは、本発明によれば、例えば、空気又は９５％Ａｒ及び５％Ｈ２からなるフォーミングガスなどのガス混合物を用いることができる。用いるガスによって、プラズマ処理中にレザバー内にとりわけ次のイオンが存在する：Ｎ＋、Ｎ２＋、Ｏ＋、Ｏ２＋、Ａｒ＋。第１の反応体は、レザバーの非占有自由空間に収容される。レザバー形成層と、それに応じてレザバーとが、反応層内に及び得る。
有利には、反応層と反応することができ、少なくとも部分的に、好ましくは大部分、第１の反応体からなる異なる種類のプラズマ種が用いられる。第２の反応体がＳｉ／Ｓｉである限りにおいて、Ｏｘプラズマ種が有利であることとなる。
レザバーは、次の考慮すべき事項に基づいて形成される。すなわち、細孔径は、１０ｎｍより小さく、好ましくは５ｎｍより小さく、より好ましくは１ｎｍより小さく、さらにより好ましくは０．５ｎｍより小さく、最も好ましくは０．２ｎｍ小さい。
細孔密度は、好ましくは衝突作用により細孔を生成する粒子の密度に正比例し、最も好ましくは衝突種の分圧により変化させることができ、特に用いられるプラズマ系の処理時間及びパラメーターに依存する。
細孔分布は好ましくは表面下に最大細孔密度の少なくとも１つの領域を有し、このような領域のいくつかのパラメーターを変化させることにより、これらの領域は好ましくはプラトー状の領域に重なる（図７参照）。細孔分布は、深さの増加とともにゼロに収束する。衝突中の表面に近い領域は、表面近くの細孔密度とほぼ同じ細孔密度を有する。プラズマ処理の終了後は、表面上の細孔密度は、応力緩和機構の結果として低下し得る。厚さ方向の細孔分布は、表面に関しては１つの急な側面を有し、大部分に関しては、むしろ平坦であるが連続的に低下する側面を有する（図７参照）。
細孔径、細孔分布及び細孔密度について、プラズマによらないすべての方法に同様な考慮すべき事項が適用される。
レザバーは、プロセスパラメーターの目的とする使用及び組合せにより設計することができる。図８に酸化ケイ素層への浸透深さの関数としてのプラズマにより注入された窒素原子の濃度の表示を示す。物理的パラメーターの変化により２つのプロファイルを発生させることが可能であった。第１のプロファイル１１は、酸化ケイ素内により深くより高度に加速された原子により発生し、逆にプロファイル１２は、プロセスパラメーターをより低い密度に変化させた後に得られた。２つのプロファイルの重ね合せにより、１つのレザバーに特有の加算曲線１３が得られる。注入原子及び／又は分子種の濃度の間の関係は明らかである。より高い濃度は、より高い欠陥構造、したがって、その後の反応体を収容するより多くの空間を有する領域を示す。プラズマ活性化時のプロセスパラメーターの連続的な、特に所望に制御された連続的な変更により、深さにわたる、もたらされたイオンのできる限り均一な分布を有するレザバーを実現することが可能となる。
プラズマにより生成されるレザバーに代わるべきものとしてのレザバーとして、基板の少なくとも１つ、少なくとも第１の基板上へのＴＥＯＳ（テトラエチルオルトケイ酸塩）酸化物層の使用が考えられる。この酸化物は、熱酸化物より一般的に密度が低く、その理由のために本発明において高密度化が有利である。高密度化は、レザバーの規定の多孔度を設定調整する目的での熱処理によって行われる。
特に有利には、本発明の１つの実施形態によれば、レザバーの充填は、レザバーの形成と同時に行うことができ、この際、レザバーは第１の基板上に、第１の反応体を既に含んでいる被覆として施される。
レザバーは、ナノメートル範囲の多孔度を有する多孔質層、又は、１０ｎｍより小さい、より好ましくは５ｎｍより小さい、さらにより好ましくは２ｎｍより小さい、最も好ましくは１ｎｍより小さい、すべての中で最も好ましくは０．５ｎｍより小さいチャネル密度を有するチャネル含有層として考えることができる。
第１の反応体又は反応体の第１の群によるレザバーの充填のステップについて、本発明による以下の実施形態（組合せも）が考えられる。
−周囲雰囲気にレザバーを曝露するステップ、
−とりわけ脱イオン化された水によりフラッシングするステップ、
−反応体を含む又は反応体からなる流体、とりわけＨ２Ｏ、Ｈ２Ｏ２、ＮＨ４ＯＨによりフラッシングするステップ、
−任意のガス雰囲気、とりわけ原子ガス、分子ガス、ガス混合物にレザバーを曝露するステップ、
−水蒸気又は過酸化水素蒸気を含む雰囲気にレザバーを曝露するステップ、及び
−反応体で既に充填されたレザバーを第１の基板上にレザバー形成層として堆積させるステップ。
次の化合物は、反応体として可能である。すなわち、Ｏｘ ＋、Ｏ２、Ｏ３、Ｎ２、ＮＨ３、Ｈ２Ｏ、Ｈ２Ｏ２及び／又はＮＨ４ＯＨ。
上で挙げた過酸化水素蒸気の使用は、水を使用する以外の他の好ましい変形形態である。過酸化水素は、より大きい酸素対水素比を有するという利点をさらに有する。さらに、過酸化水素は、特定の温度以上で、及び／又はＭＨｚ範囲の高周波場の使用により、水素と酸素に解離する。
とりわけ異なる熱膨張係数を有する物質を用いる場合、大きな温度上昇又はせいぜい局所的／特定の温度上昇を引き起こさない、前述の種の解離のための方法の使用が有利である。特に、解離を少なくとも促進する、好ましくは引き起こすマイクロ波照射が用いられる。
本発明の１つの有利な実施形態によれば、成長層の形成及び不可逆的結合の強化は反応層中への第１の反応体の拡散によって起こる。
本発明の他の有利な実施形態によれば、不可逆的結合の形成は一般的に３００℃未満、有利には２００℃未満、より好ましくは１５０℃未満、さらにより好ましくは１００℃未満の温度で、最も好ましくは室温で、とりわけ最長１２日間、より好ましくは最長１日間、さらにより好ましくは最長１時間、最も好ましくは最長１５分間で行われる。他の有利な熱処理方法は、マイクロ波による誘電加熱である。
ここで、不可逆的結合が１．５Ｊ／ｍ２より大きい、とりわけ２Ｊ／ｍ２より大きい、好ましくは２．５Ｊ／ｍ２より大きい結合強さを有することがとりわけ有利である。
本発明によれば、反応中に第２の反応体のモル体積より大きいモル体積を有する生成物が反応層中に生成することにより、結合強さをとりわけ有利に増加させることができる。このように第２の基板上で成長がもたらされ、本発明によれば、接触面間の隙間を化学反応により閉鎖することができる。結果として、接触面間の距離、したがって平均距離が減少し、自由空間が最小限になる。
レザバーの形成が、とりわけ１０から６００ｋＨｚの間の活性化周波数及び／又は０．０７５から０．２ワット／ｃｍ２の間の電力密度及び／又は０．１から０．６ｍバールの間の圧力による加圧を用いたプラズマ活性化により行われる限りにおいて、接触面の平滑化、ならびに接触面の親水性の明らかな向上などのさらなる効果が達成される。
或いはそれに加えて、本発明によれば、レザバーの形成は、レザバー形成層として特定の多孔度に制御されて高密度化されたテトラエトキシシラン酸化物層の使用によって行われてもよい。
本発明の他の有利な実施形態によれば、レザバー形成層は、主として、とりわけ実質的に完全に、とりわけ非晶質の、とりわけ熱酸化により生成された二酸化ケイ素からなり、反応層は被酸化性物質から、とりわけ主として、好ましくは実質的に完全にＳｉ、Ｇｅ、ＩｎＰ、ＧａＰ又はＧａＮ（又は上で代替物として言及した他の物質）からなる。存在する隙間をとりわけ効果的に閉鎖しかつとりわけ安定な反応は、酸化により可能になる。
ここで、本発明によれば、第２の接触面と反応層との間にとりわけ主として自然二酸化ケイ素（又は上で代替物として述べた他の物質）からなる成長層が存在する。成長層は、本発明における反応に作用されて成長する。この成長は、非晶質ＳｉＯ２の新たな形成によるＳｉ−ＳｉＯ２ （７）遷移並びにそれによって引き起こされる変形、とりわけ反応層との界面の、とりわけ第１及び第２の接触面間の隙間の領域における成長層のとりわけ膨張から起こる。これは、２つの接触面の間の距離の減少又は自由空間の減少を引き起こし、その結果として２つの基板の間の結合強さが増大する。２００℃から４００℃の間の温度、好ましくは約２００℃及び１５０℃、より好ましくは１５０℃から１００℃の間の温度、最も好ましくは１００℃から室温の間の温度がとりわけ有利である。成長層は、いくつかの成長領域に分けることができる。成長層は、同時に、第２の基板のレザバー形成層であってよく、第２の基板に、反応を促進する他のレザバーが形成される。
ここで、成長層が不可逆的結合の形成の前に０．１ｎｍから５ｎｍの間の平均厚さＡを有することが、とりわけ有利である。成長層が薄いほど、第１及び第２の反応体間の成長層を介した、とりわけ反応層への成長層を介する第１の反応体の拡散による反応がより速やか且つ容易に起こる。薄くされ、したがって、永久的結合の形成の少なくとも開始時又は反応の開始時に非常に薄い成長層により、成長層を介する反応体の拡散速度は増加する。これは、同じ温度における反応体のより低い移動時間につながる。
ここで、本発明における薄層化は、重要な役割を果たす。その理由は、反応をこれによりさらに促進することができ、且つ／又は温度をさらに低下させることができるからである。薄層化は、好ましくは湿潤雰囲気中で、より好ましくはインサイチュー（ｉｎ−ｓｉｔｕ）でとりわけエッチングにより行うことができる。或いは、薄層化は、好ましくはインサイチューでとりわけ乾式エッチングにより行われる。ここで、インサイチューとは、少なくとも１つの前のステップ及び／又は１つの次のステップが行われる１つの同じチャンバー内での実施を意味する。ここで用いるインサイチューの概念に含まれる他の装置構成は、個々の処理チャンバー間の基板の輸送を、制御調整可能な雰囲気中で、例えば不活性ガスの使用下で、とりわけ真空環境中で行うことができる装置である。乾式エッチングでは気相の化学物質が存在し、湿式エッチングでは液体状態の化学物質が存在する。成長層が二酸化ケイ素からなる限り、フッ化水素酸又は希フッ化水素酸を用いるエッチングを行うことができる。成長層が純粋Ｓｉからなる限り、エッチングはＫＯＨを用いて行うことができる。
本発明の１つの実施形態によれば、有利には、レザバーの形成が真空中で行われる。したがって、望ましくない物質又は化合物によるレザバーの汚染を避けることができる。
本発明の他の実施形態によれば、有利には、レザバーの充填は以下に挙げる１つ又は複数のステップにより行われる。
−大気中水分及び／又は空気に含まれる酸素でレザバーを充填するために、第１の接触面を大気に曝露するステップ、
−第１の接触面をとりわけ主に、好ましくはほぼ完全に、とりわけ脱イオン化されたＨ２Ｏ及び／又はＨ２Ｏ２からなる流体に曝露するステップ、
−第１の接触面をとりわけ０〜２０００ｅＶの範囲のイオン化エネルギーを有する、Ｎ２ガス及び／又はＯ２ガス及び／又はＡｒガス及び／又はとりわけ９５％Ａｒ及び５％Ｈ２からなるフォーミングガスに曝露するステップ、
−既に挙げた反応体を用いたレザバーを充填するために蒸着するステップ。
レザバーが好ましくは０．１ｎｍから２５ｎｍの間、より好ましくは０．１ｎｍから１５ｎｍの間、さらにより好ましくは０．１ｎｍから１０ｎｍの間、最も好ましくは０．１ｎｍから５ｎｍの間の厚さＲで形成される場合が、工程手順においてとりわけ有効である。さらに、本発明の１つの実施形態によれば、不可逆的結合の形成の直前のレザバーと反応層との間の平均距離Ｂが０．１ｎｍから１５ｎｍの間、とりわけ０．５ｎｍから５ｎｍの間、好ましくは０．５ｎｍから３ｎｍの間である場合が有利である。本発明によれば、距離Ｂは、薄層化により影響され又はもたらされる。
方法を実施するための装置は、本発明によれば、レザバーを形成するためのチャンバー、および、レザバーを充填するためのとりわけ別個に備えられたチャンバー、及び、前結合を形成させるためのとりわけ別個に備えられたチャンバーで構成されており、それらのチャンバーのすべては、真空システムにより互いに直接的に接続されている。
他の実施形態において、レザバーの充填は、直接雰囲気下で行うことができ、あるいは、雰囲気に開放させることができるチャンバー内、又は、外装を有していないが、半自動的及び／又は完全に自動的にウェーハを取り扱うことができる構造でも簡単に行うことができる。
本発明の他の利点、特徴及び詳細は、好ましい具体例としての実施形態の以下の記述から、また図面を用いて明らかになる。
第１の基板が第２の基板と接触した直後の本発明における方法の第１のステップを示す図である。 第１の基板が第２の基板と接触した直後の本発明における方法の代替的な第１のステップを示す図である。 接触前に行われる本発明における方法のステップ、具体的には第２の基板の薄層化を示す図である。 より強い結合強さを形成するための本発明における方法の他のステップを示す図である。 より強い結合強さを形成するための本発明における方法の他のステップを示す図である。 接触している基板の接触面の、図１ａ又は図１ｂ、図２、並びに図３ａ及び図３ｂによるステップに続く本発明における方法の他のステップを示す図である。 基板間の不可逆的／永久的結合の形成のための本発明におけるステップを示す図である。 図４及び図５によるステップ中の２つの接触面で進行する化学的／物理的過程の拡大図である。 図４及び図５によるステップ中の２つの接触面間の界面で進行する化学的／物理的過程の別の拡大図である。 本発明において請求するレザバーの生成を示す図である。
図中、同じ又は同等の特徴は、同じ参照番号により特定される。
図１に示す状況において、第１の基板１の第１の接触面３と第２の基板の第２の接触面４との間の前結合ステップ中又はその直後に進行する化学反応の一部のみを示す。表面は、極性ＯＨ基で終端しており、したがって親水性である。第１の基板１と第２の基板２は、表面上に存在するＯＨ基とＨ２Ｏ分子との間、ならびに、Ｈ２Ｏ分子同士のみの間の水素結合の引力により保持される。少なくとも第１の基板１の親水性は、先行するステップにおいてプラズマ処理により高められる。
代替実施形態では、さらに、第２の基板２又は第２の接触面４に、とりわけ第１の基板１のプラズマ処理と同時に、プラズマ処理を施すことがとりわけ有利である。
プラズマ処理により、本発明によれば、レザバー５が熱二酸化ケイ素からなるレザバー形成層６中に形成され、並びに、図１ｂによる代替実施形態においては、第２の、反対側のレザバー５’がレザバー形成層６’中に形成された。レザバー形成層６、６’の下に、第２の反応体又は反応体の第２の群を含む反応層７、７’が直接隣接している。０から２０００ｅＶの間の範囲のイオン化エネルギーを有するＯ２イオンを用いたプラズマ処理により、レザバー５の平均厚さＲを約１５ｎｍとすることができ、この際、イオンによってレザバー形成層６中にチャネル又は細孔が形成される。
レザバー形成層６と反応層７との間に、第２の基板２の成長層８が存在しており、成長層８は、同時に少なくとも部分的にレザバー形成層６’であってよい。対応して、さらに、レザバー形成層６’と反応層７’との間に他の成長層が存在してもよい。
同様に、レザバー５（及び場合によってレザバー５’）は、図１に示すステップの前及びプラズマ処理の後に、第１の反応体としてのＨ２Ｏで少なくとも主として充填されている。プラズマ工程に存在したイオンの還元種、とりわけＯ２、Ｎ２、Ｈ２、Ａｒもレザバー中に見いだされてもよい。
レザバー５、５’の形成の前又は後に、基板１、２を接触させる前に常に、成長層８（及び場合によって他の成長層）をエッチングにより薄層化する（ここではレザバー５の形成の後、図２参照）。これにより、第２の接触面４と反応層７との間の平均距離Ｂは減少される。同時に第２の接触面４が有利に平坦になる。
接触面３、４は、図１ａ及び図１ｂに示す段階において接触した後に、接触面３、４の間に存在する水によってとりわけ決定づけられる比較的に広い隙間をいまだ有する。したがって、存在する結合強さは、比較的弱く、約１００ｍＪ／ｃｍ２から３００ｍＪ／ｃｍ２の間、とりわけ２００ｍＪ／ｃｍ２超である。これに関連して、先に行われるプラズマ活性化は、とりわけ第１の接触面３のプラズマ活性化による親水性の増大及びプラズマ活性化によってもたらされる平滑化効果により、重要な役割を果たす。
図１に示され、前結合と呼ばれる過程は、好ましくは周囲温度又は最高５０℃で進行し得る。図３ａ及び図３ｂは親水性結合を示し、ここで、−ＯＨで終端する表面による水の脱離によりＳｉ−Ｏ−Ｓｉ架橋が生ずる。図３ａ及び図３ｂにおける過程は、室温で約３００時間持続させる。５０℃では約６０時間である。図３ｂにおける状態は、上述の温度では、レザバー５（又はレザバー５、５’）の形成がなければ生じない。
接触面３、４の間にＨ２Ｏ分子が形成され、このＨ ２ Ｏ分子が、自由空間がまだ存在する程度まで、少なくとも部分的にレザバー５のさらなる充填をもたらす。他のＨ２Ｏ分子は除去される。図１によるステップにおいて、ＯＨ基又はＨ２Ｏの約３〜５層の個別層が存在し、図１によるステップから図３ａによるステップまでに、１〜３層のＨ２Ｏ単層が除去されるか又はレザバー５内に収容される。
図３ａに示すステップにおいて、水素架橋結合が今度はシロキサン基間に直接形成され、その結果として、より強い結合力が生じる。これが接触面３、４を互いにより強く引きつけ、接触面３、４の間の距離を減少させる。それに応じて接触面１、２間に１〜２層のＯＨ基の個別層のみが存在する。
図３ｂに示すステップにおいて、ここでは今度は、以下に記載した反応によるＨ２Ｏ分子の分離の下で明らかにより強い結合力をもたらしより少ない空間を必要とする、シラノール基の形の共有結合が接触面３、４間に形成され、そのため、最終的に接触面３、４が互いに直接接触することに基づく図３に示す最小距離に達するまで、接触面３、４間の距離がさらに減少する。
Ｓｉ−ＯＨ＋ＨＯ−Ｓｉ←→Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ＋Ｈ２Ｏ
ステージ３に至るまで、とりわけレザバー５（及び場合によって別のレザバー５’）の形成により、温度を必要以上に上昇させることは必要でなく、むしろ室温で進行させることさえ必要ではない。このように、図１ａ又は図１ｂ〜図４による工程ステップのとりわけ穏やかな進行が可能である。
図５に示す方法ステップにおいて、第１及び第２の接触面間の不可逆的又は永久的結合を形成するために、温度を好ましくは最高５００℃に、より好ましくは最高３００℃に、さらにより好ましくは最高２００℃に、最も好ましくは最高１００℃に、最も特に好ましくは室温を上回らない温度に上昇させる。従来技術と比べて比較的低いこれらの温度のみで可能である。その理由は、レザバー５（及び場合によってさらにレザバー５’）が図６及び図７に示す反応のための第１の反応体を含むためである。
Ｓｉ＋２Ｈ２Ｏ→ＳｉＯ２＋２Ｈ２
とりわけレザバー形成層６’と反応層７との間の界面（並びに場合によってさらにレザバー形成層６と反応層７’との間の界面）で、Ｈ２Ｏ分子のモル体積及び拡散が増大することにより、成長層８の形態で体積が増大し、この際、ギブス自由エネルギーを最小化するために、接触面３、４間に隙間９が存在する領域において成長が強められる。成長層８の体積の増大により、隙間９は閉鎖される。より正確には：
上述のわずかに高められた温度で、Ｈ２Ｏ分子は、第１の反応体としてレザバー５（又はレザバー５、５’）から反応層７（及び場合によって７’）に拡散する。この拡散は、酸化物層として形成されているレザバー形成層６、６’と各反応層７、７’（又は成長層８）との直接接触により、又は、酸化物層間に存在する隙間９を介して若しくは隙間９から起こり得る。そこで、二酸化ケイ素、すなわち、純粋ケイ素より大きいモル体積を有する化学化合物が、反応層７から前述の反応の反応生成物１０として形成される。二酸化ケイ素は、反応層７と成長層８及び／又はレザバー形成層６、６’との界面で成長し、それにより隙間９に対して、特に自然酸化物として形成された成長層８を形成する。ここでもレザバーからのＨ２Ｏ分子が必要である。
ナノメートル範囲の隙間の存在により、成長層８の膨張の余地があり、その結果として、接触面３、４上の応力を低下させることができる。このようにして接触面３、４間の距離が減少し、その結果として、有効接触面とひいては結合強さがさらに増大する。このようにして生じ、ウェーハ全体にわたって形成され、すべての細孔が閉じられた、閉鎖結合は、部分的に綴じられていない従来技術における生成物と比べ、基本的に結合力の増大に寄与する。互いに綴じられている２つの非晶質酸化ケイ素表面間の結合の種類は、共有結合及びイオン結合部分の混合形である。
第１の反応体（Ｈ２Ｏ）と第２の反応体（Ｓｉ）との前述の反応は、反応層７において、第１の接触面３と反応層７との平均距離Ｂができる限り小さい限り、とりわけ速やかに又はできる限り低い温度で起こる。
したがって、第１の基板１の前処理、並びに、成長層８としてのできる限り薄い自然酸化物層とケイ素の反応層７とからなる第２の基板２の選択／前処理が、重要である。本発明によれば２つの理由のためにできる限り薄い自然酸化物層が用いられる。成長層８は、とりわけ本発明において用いられる薄層化のため非常に薄く、その結果、成長層８は、反応層７に新たに形成される反応生成物１０によって、酸化物層として形成された反対側の基板１のレザバー形成層６に対して、主としてナノギャップ９の領域において、膨張可能である。さらに、できる限り速やかにかつできる限り低い温度で所望の効果を得るために、できる限り短い拡散経路が望ましい。第１の基板１は同様に、ケイ素層と、レザバー５が少なくとも部分的又は完全に内部に形成されているレザバー形成層６としての、ケイ素層の上に生成した酸化物層とからなる。
レザバー５（又はレザバー５、５’）の内部は、本発明によれば、少なくともナノギャップ９を閉鎖するのに必要な量の第１の反応体で充填されており、これにより、できる限り短い時間に及び／又はできる限り低い温度でナノギャップ９を閉鎖するために成長層８の最適の成長が起こり得る。
１ 第１の基板
２ 第２の基板
３ 第１の接触面
４ 第２の接触面
５、５’ レザバー
６、６’ レザバー形成層
７、７’ 反応層
８ 成長層
９ ナノギャップ
１０ 反応生成物
１１ 第１のプロファイル
１２ 第２のプロファイル
１３ 加算曲線
Ａ 平均厚さ
Ｂ 平均距離
Ｒ 平均厚さ

Claims (37)

  1. 第１の基板（１）の第１の接触面（３）を、少なくとも１つの反応層（７）を有する第２の基板（２）の第２の接触面（４）と結合する方法であって、
    以下のステップ：
    −第１の接触面（３）のレザバー形成層（６）中に、第１の反応体の保持のために適合されたレザバー（５）を形成するステップ、
    −レザバー（５）を第１の反応体又は反応体の第１の群で少なくとも部分的に充填するステップ、
    −第２の基板（２）を薄層化するステップ、
    −一時的結合である前結合の形成のために第１の接触面（３）を第２の接触面（４）と接触させるステップ、
    −永久的結合の形成の直前のレザバー（５）と反応層（７）との間の平均距離（Ｂ）が、薄層化によってもたらされる、０．１ｎｍから１５ｎｍの間であり、第１の反応体と第２の基板（２）の反応層（７）に含まれている第２の反応体との反応により少なくとも部分的に強化された第１及び第２の接触面（３、４）間の永久的結合を形成するステップ
    を含む、ことを特徴とする方法。
  2. 薄層化がエッチングにより行われる、請求項１に記載の方法。
  3. 薄層化が湿潤雰囲気中でのエッチングにより行われる、請求項２に記載の方法。
  4. 薄層化がインサイチュー（ｉｎ−ｓｉｔｕ）でのエッチングにより行われる、請求項２または３に記載の方法。
  5. 薄層化が乾式エッチングにより行われる、請求項１に記載の方法。
  6. 薄層化がインサイチューでの乾式エッチングにより行われる、請求項５に記載の方法。
  7. 第２の基板（２）の第２の接触面（４）のレザバー形成層（６’）中に、別のレザバー（５’）を形成させる、請求項１から６の何れか一項に記載の方法。
  8. 第１のレザバー（５）の形成と同時に別のレザバー（５’）を形成させる、請求項７に記載の方法。
  9. 反応中に、第２の反応体のモル体積より大きいモル体積を有する反応生成物（１０）が反応層（７）において形成される、請求項１から８の何れか一項に記載の方法。
  10. レザバー（５、５’）がプラズマ活性化により形成される、請求項１から９の何れか一項に記載の方法。
  11. レザバー形成層（６）としてテトラエトキシシラン酸化物層を用いることによってレザバー（５、５’）を形成させる、請求項１から１０の何れか一項に記載の方法。
  12. レザバー形成層（６）として高密度化テトラエトキシシラン酸化物層を用いる、請求項１１に記載の方法。
  13. レザバー形成層（６）が、主として非晶質の物質からなり、反応層（７）が被酸化性物質からなる、請求項１から１２の何れか一項に記載の方法。
  14. レザバー形成層（６）が、実質的に完全に非晶質の物質からなる、請求項１３に記載の方法。
  15. レザバー形成層（６）が、熱酸化により生成した二酸化ケイ素からなる、請求項１３または１４に記載の方法。
  16. 反応層（７）が、主として、Ｓｉ、Ｇｅ、ＩｎＰ、ＧａＰ又はＧａＮからなる、請求項１３から１５の何れか一項に記載の方法。
  17. 反応層（７）が、実質的に完全に、Ｓｉ、Ｇｅ、ＩｎＰ、ＧａＰ又はＧａＮからなる、請求項１６に記載の方法。
  18. 第２の接触面（４）と反応層（７）との間に成長層（８）が存在し、成長層（８）が薄層化によって少なくとも部分的に除去される、請求項１から１７の何れか一項に記載の方法。
  19. 第２の接触面（４）と反応層（７）との間に主として自然二酸化ケイ素の成長層（８）が存在する、請求項１８に記載の方法。
  20. 成長層（８）が薄層化によって、完全に除去される、請求項１８または１９に記載の方法。
  21. 永久的結合の形成の前で薄層化の後に、成長層（８）が１オングストロームから１０ｎｍの間の平均厚さＡを有する、請求項１８から２０の何れか一項に記載の方法。
  22. レザバーの形成が真空中で行われる、請求項１から２１の何れか一項に記載の方法。
  23. レザバーが、以下に挙げる１つ又は複数のステップ：
    −第１の接触面（３）を雰囲気に曝露するステップ、
    −第１の接触面（３）を流体に曝露するステップ、
    −第１の接触面（３）をＮ２ガス及び／又はＯ２ガス及び／又はＡｒガス及び／又はフォーミングガスに曝露するステップ
    により充填される、請求項１から１１の何れか一項に記載の方法。
  24. 前記第１の接触面（３）を雰囲気に曝露するステップにおいて、高い酸素及び／又は水含量を有する雰囲気が用いられる、請求項２３に記載の方法。
  25. 前記第１の接触面（３）を流体に曝露するステップにおいて、前記流体は、主に、Ｈ２Ｏ及び／又はＨ２Ｏ２からなる、請求項２３または２４に記載の方法。
  26. 前記第１の接触面（３）を流体に曝露するステップにおいて、前記流体は、ほぼ完全に、Ｈ２Ｏ及び／又はＨ２Ｏ２からなる、請求項２５に記載の方法。
  27. 前記第１の接触面（３）を流体に曝露するステップにおいて、前記流体は、脱イオン化されたＨ２Ｏ及び／又はＨ２Ｏ２からなる、請求項２５又は２６に記載の方法。
  28. 前記第１の接触面（３）をＮ２ガス及び／又はＯ２ガス及び／又はＡｒガス及び／又はフォーミングガスに曝露するステップにおいて、前記フォーミングガスは、９５％Ａｒ及び５％Ｈ２からなる、請求項２３から２７の何れか一項に記載の方法。
  29. 前記第１の接触面（３）をＮ２ガス及び／又はＯ２ガス及び／又はＡｒガス及び／又はフォーミングガスに曝露するステップにおいて、前記ガスは０〜２００ｅＶの範囲のイオン化エネルギーを有する、請求項２３から２８の何れか一項に記載の方法。
  30. レザバー形成層（６）が０．１ｎｍから２５ｎｍの間の平均厚さ（Ｒ）で形成される、請求項１から２９の何れか一項に記載の方法。
  31. レザバー形成層（６）が０．１ｎｍから２０ｎｍの間の平均厚さ（Ｒ）で形成される、請求項３０に記載の方法。
  32. 平均距離（Ｂ）が０．５ｎｍから５ｎｍの間である、請求項１から３１の何れか一項に記載の方法。
  33. 平均距離（Ｂ）が０．５ｎｍから３ｎｍの間である、請求項３２に記載の方法。
  34. 永久的結合が前結合強さの２倍の結合強さを有する、請求項１から３３の何れか一項に記載の方法。
  35. 永久的結合が前結合強さの４倍の結合強さを有する、請求項１から３３の何れか一項に記載の方法。
  36. 永久的結合が前結合強さの１０倍の結合強さを有する、請求項１から３３の何れか一項に記載の方法。
  37. 永久的結合が前結合強さの２５倍の結合強さを有する、請求項１から３３の何れか一項に記載の方法。
JP2014503002A 2011-04-08 2011-04-08 ウェーハを永久的に結合する方法 Active JP5746790B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2011/055469 WO2012136266A1 (de) 2011-04-08 2011-04-08 Verfahren zum permanenten bonden von wafern

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2014516469A JP2014516469A (ja) 2014-07-10
JP2014516469A5 JP2014516469A5 (ja) 2014-11-20
JP5746790B2 true JP5746790B2 (ja) 2015-07-08

Family

ID=44625748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014503002A Active JP5746790B2 (ja) 2011-04-08 2011-04-08 ウェーハを永久的に結合する方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9159717B2 (ja)
EP (1) EP2695181B1 (ja)
JP (1) JP5746790B2 (ja)
KR (1) KR101550121B1 (ja)
CN (1) CN103460343B (ja)
SG (1) SG193407A1 (ja)
TW (1) TWI536431B (ja)
WO (1) WO2012136266A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101810310B1 (ko) 2011-01-25 2017-12-18 에베 그룹 에. 탈너 게엠베하 웨이퍼들의 영구적 결합을 위한 방법
WO2012136267A1 (de) 2011-04-08 2012-10-11 Ev Group E. Thallner Gmbh Verfahren zum permanenten bonden von wafern
WO2015000527A1 (de) * 2013-07-05 2015-01-08 Ev Group E. Thallner Gmbh Verfahren zum bonden von metallischen kontaktflächen unter lösen einer auf einer der kontaktflächen aufgebrachten opferschicht in mindestens einer der kontaktflächen
CN110098138B (zh) 2013-09-25 2023-07-18 Ev 集团 E·索尔纳有限责任公司 用于结合基板的装置及方法
DE102014112430A1 (de) 2014-08-29 2016-03-03 Ev Group E. Thallner Gmbh Verfahren zur Herstellung eines leitenden Mehrfachsubstratstapels
JP7137571B2 (ja) 2017-03-02 2022-09-14 エーファウ・グループ・エー・タルナー・ゲーエムベーハー チップを接合する方法および装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7261793B2 (en) 2004-08-13 2007-08-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. System and method for low temperature plasma-enhanced bonding
JP2006080314A (ja) * 2004-09-09 2006-03-23 Canon Inc 結合基板の製造方法
FR2884966B1 (fr) * 2005-04-22 2007-08-17 Soitec Silicon On Insulator Procede de collage de deux tranches realisees dans des materiaux choisis parmi les materiaux semiconducteurs
US7601271B2 (en) 2005-11-28 2009-10-13 S.O.I.Tec Silicon On Insulator Technologies Process and equipment for bonding by molecular adhesion
FR2923079B1 (fr) 2007-10-26 2017-10-27 S O I Tec Silicon On Insulator Tech Substrats soi avec couche fine isolante enterree
US7943414B2 (en) * 2008-08-01 2011-05-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing SOI substrate

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140006045A (ko) 2014-01-15
CN103460343A (zh) 2013-12-18
US9159717B2 (en) 2015-10-13
SG193407A1 (en) 2013-10-30
JP2014516469A (ja) 2014-07-10
TWI536431B (zh) 2016-06-01
EP2695181A1 (de) 2014-02-12
TW201250784A (en) 2012-12-16
EP2695181B1 (de) 2015-06-24
CN103460343B (zh) 2016-04-13
KR101550121B1 (ko) 2015-09-03
US20140051231A1 (en) 2014-02-20
WO2012136266A1 (de) 2012-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5980309B2 (ja) ウェーハを永久的に結合する方法
JP2014510418A5 (ja)
JP5955866B2 (ja) ウエハの永久接合方法
JP5746790B2 (ja) ウェーハを永久的に結合する方法
JP2014516470A (ja) ウェハを恒久的にボンディングするための方法
JP6099744B2 (ja) ウェハを持続的に結合する方法及び装置
JP2014516470A5 (ja)
JP2014516469A5 (ja)
JP6986105B2 (ja) ウエハの永久接合方法
JP6106239B2 (ja) ウェハを恒久的にボンディングするための方法
JP7258992B2 (ja) ウエハの永久接合方法
JP6679666B2 (ja) ウエハの永久接合方法
CN108470679B (zh) 用于永久接合晶片的方法
JP2016178340A (ja) ウエハの永久接合方法

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140825

A524 Written submission of copy of amendment under article 19 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A524

Effective date: 20141001

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150309

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150323

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150413

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150508

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5746790

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250