NL8802028A - Werkwijze voor het vervaardigen van een inrichting. - Google Patents
Werkwijze voor het vervaardigen van een inrichting. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8802028A NL8802028A NL8802028A NL8802028A NL8802028A NL 8802028 A NL8802028 A NL 8802028A NL 8802028 A NL8802028 A NL 8802028A NL 8802028 A NL8802028 A NL 8802028A NL 8802028 A NL8802028 A NL 8802028A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- support body
- light guide
- main surface
- carrier body
- polished
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 42
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 17
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 7
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 claims description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 22
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- ZPDRQAVGXHVGTB-UHFFFAOYSA-N gallium;gadolinium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ga+3].[Gd+3] ZPDRQAVGXHVGTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013871 bee wax Nutrition 0.000 description 1
- 239000012166 beeswax Substances 0.000 description 1
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N dipotassium dioxido(oxo)titanium Chemical compound [K+].[K+].[O-][Ti]([O-])=O NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000000763 evoking effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0203—Containers; Encapsulations, e.g. encapsulation of photodiodes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C19/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by mechanical means
-
- 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
- Y10S438/977—Thinning or removal of substrate
Description
N.V, Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven"Werkwijze voor het vervaardigen van een inrichting1'.
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor hetvervaardigen van een inrichting, waarbij op een vlak oppervlak van eenschijfvormig dragerlichaam een laag uit een lichtgeleidend materiaalwordt aangebracht.
In het Amerikaanse octrooischrift US 4285714 is eenwerkwijze beschreven waarbij een glasplaat wordt verbonden met,bijvoorbeeld, een halfgeleiderlichaam door middel van elektrostatischverbinden bij een temperatuur die ligt boven de verwekingstemperatuurvan het glas. De aangelegde elektrische potentiaal bedraagt ongeveer1000 V bij een temperatuur van 450° tot 800°C. Tijdens het verbindenworden de te verbinden delen onder druk met elkaar in contact gebracht.
De hoge temperatuur en de hoge elektrische spanning makendeze bekende werkwijze ongeschikt om te worden toegepast voor hetvervaardigen van een inrichting welke vóór het verbinden al isvoorzien van actieve halfgeleiderelementen, die tijdens het verbindenbeschadigd kunnen worden. De werkwijze is ook minder geschikt voor hetvervaardigen van een optische inrichting waarbij het gewenst is dat delaag uit lichtgeleidend materiaal volkomen vlak en planparallel is, watboven de verwekingstemperatuur moeilijk in de hand kan worden gehouden.Als in de optische inrichting een kristallijn optisch materiaal ofkwartsglas wordt toegepast, is bovendien de verwekingstemperatuur tehoog om de bekende werkwijze te kunnen toepassen. Een laag kwartsglaskan weliswaar ook volgens een andere werkwijze worden verkregen,bijvoorbeeld door middel van chemische depositie vanuit de dampfase,maar daarbij is het moeilijk om een laag van voldoende optischekwaliteit te verschaffen. Op een silicium substraat zou het mogelijkzijn om een laag siliciumdioxide aan te groeien door middel vanoxidatie, maar daarbij is het bezwaarlijk om een laag van voldoendedikte, bijvoorbeeld meer dan 10 pm, te verschaffen.
De uitvinding beoogt een werkwijze voor het vervaardigenvan een optische inrichting te verschaffen, waarbij een grote keuze uitgewenste substraten kan worden toegepast, in het bijzonder een substraat dat is voorzien van een elektrische of elektronische inrichting,bijvoorbeeld een halfgeleiderinrichitng. De uitvinding beoogt-ondermeereen werkwijze te verschaffen waarmee een volledig planparallelle laaguit een lichtgeleidend materiaal van hoge optische kwaliteit kan wordenaangebracht op een dragerlichaam, in omstandigheden die geen afbreukdoen aan de kwaliteit van het lichtgeleidermateriaal en de eventueelaanwezige halfgeleiderelementen in het dragerlichaam.
Aan deze opgave wordt volgens de uitvinding voldaan dooreen werkwijze Zoals in de aanhef is beschreven, welke werkwijze isgekenmerkt, doordat een dragerlichaam wordt verschaft met volkomengladde en vlakke hoofdvlakken, die volkomen evenwijdig aan elkaar zijn,waarna een vlak hoofdvlak van een schijfvormig lichaam uit hetlichtgeleidende materiaal in contact wordt gebracht met een hooofdvlakvan het dragerlichaam ter verkrijging van een blijvende verbinding,waarna het lichtgeleiderlichaam mechanisch wordt geslepen tot een diktevan tenminste 50 pm groter dan de gewenste uiteindelijke laagdikte, datvervolgens afwisselend tribochemisch wordt gepolijst en mechanisch wordtgepolijst tot een dikte van ongeveer 10 pm groter dan de gewensteuiteindelijke laagdikte en dat daarna tribochemisch wordt gepolijsttotdat de gewenste laagdikte van het lichtgeleiderlichaam is bereikt.
Voor het vlak en glad maken van in het bijzonderhalfgeleiderlichamen zijn twee soorten bewerkingstechniekengebruikelijk.
Een eerste techniek is puur mechanisch (slijpen ofpolijsten met een losse korrel), waarbij een hoge precisie ten aanzienvan vlakheid, gladheid en evenwijdigheid kan worden bereikt. Met dezetechniek, die geschikt is voor submicron precisie, kunnen evenweloppervlakteschade en kristalverstoring onder het oppervlak niet wordenvoorkomen. Voor een lichtgeleiderlichaam waarin optische golfgeleidersmoeten worden gevormd zijn deze beschadigingen en kristalverstoringenniet toelaatbaar.
Een tweede methode van vlak en glad maken van een schijfis een tribochemische ofwel mechanochemische techniek. Met deze methodewordt een schadevrij oppervlak verkregen en treden geenkristalverstoringen onder het oppervlak op. De geometrische precisie isbij deze techniek evenwel relatief gering, er treden afwijkingen opmicronschaal op.
De uitvinding verschaft een werkwijze waarmee een uiterstgrote geometrische nauwkeurigheid wordt verkregen vooral wat betreft devlakheid en de evenwijdigheid van de hoofdvlakken van delichtgeleiderlaag (submicron precisie) en waarbij het oppervlakschadevrij is en kristalverstoringen in de lichtgeleiderlaag wordenvermeden.
In een geschikte uitvoeringsvorm van de werkwijze volgensde uitvinding wordt het dragerlichaam voorzien van gladde, vlakke enevenwijdige hoofdvlakken doordat het dragerlichaam tijdelijk wordtverbonden met een steunlichaam dat nauwkeurig vlakke en evenwijdigehoofdvlakken vertoont en waarvan de dikte tenminste 1/8 van de grootsteafmeting van het dragerlichaam is, waarna het vrije hoofdvlak van hetdragerlichaam mechanisch wordt gepolijst tot een precisie van tenminste0.5 pm vlak, waarna het dragerlichaam van het steunlichaam wordtlosgenomen en het gepolijste hoofdvlak tijdelijk met het steunlichaamwordt verbonden, waarna het andere hoofdvlak van het dragerlichaam wordtgepolijst tot een precisie van tenminste 0.5 pm vlak en eenevenwijdigheid tussen de hoofdvlakken van tenminste 0.5 pm. Hetsteunlichaam is bij voorkeur gevormd uit kwartsglas.
De toepassing van het steunlichaam met een voldoendedikte maakt het mogelijk, dat de grote geometrische precisie vanvlakheid en van evenwijdigheid van de hoofdvlakken van het dragerlichaamkan worden bereikt. Het mechanisch polijsten met een losse korrel geefteen grote maat- en vormnauwkeurigheid. Het optreden van eventuelekristalverstoringen onder het oppervlak is voor de werking alsdragerlichaam niet nadelig als er spanningsevenwicht in de schijf is,hetgeen kan worden verkregen door beide hoofdvlakken dezelfde bewerkingte geven, zodat kromtrekken wordt voorkomen.
Nadat het lichtgeleiderlichaam blijvend met hetdragerlichaam is verbonden, wordt het lichtgeleiderlichaam dun gemaakt.Door toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding wordt een grotegeometrische precisie verkregen. Deze grote grecisie wordt in hoofdzaakbereikt door de mechanische slijp- en polijststappen. Met hettribochemisch polijsten worden eventuele kristalverstoringen weggewerkt,zonder dat de precisie noemenswaard verloren gaat. De combinatie vandeze technieken leidt tot optimale geometrische precisie en eenverstoringsvrij oppervlak, waarbij de uiteindelijke lichtgeleiderlaag uiterst gelijkmatig in dikte is.
In een bijzondere uitvoeringsvorm van de werkwijzevolgens de uitvinding is het lichtgeleiderlichaam gevormd uit eentransparant kristallijn materiaal, bijvoorbeeld Iithiumniobaat LiNbO^, > kaliumtitanaatfosfaat KTiOPO^, gadoliniumgalliumgranaat of anderesynthetische granaten of granaatsamenstellingen.
In een andere geschikte uitvoeringsvorm van de werkwijzevolgens de uitvinding is het lichtgeleiderlichaam gevormd uitkwartsglas, wat bijzonder geschikt is voor het vervaardigen van eeni optische inrichting. Ook andere glassoorten kunnen voor dit doel wordentoegepast, bijvoorbeeld glassoorten waarin door middel van uitwisselingvan alkalimetaalionen of door middel van ionenimplantatie patroonmatigbrekingsindexgradiënten kunnen worden aangebracht om golfgeleiders tevormen. De glassoort moet zodanig worden gekozen, dat de thermischeuitzettingscoêfficient niet teveel verschilt van die van hetdragermateriaal. Geschikte werkwijzes voor het vervaardigen van eenoptische inrichting in een glazen substraat zijn beschreven in de nietvóórgepubliceerde Nederlandse octrooiaanvrage NL· 8701478 en in deEuropese octrooiaanvrage EP 225558.
De werkwijze volgens de uitvinding verschaft demogelijkheid om het lichtgeleiderlichaam, vóór het verbinden, aan dezijde van het te verbinden hoofdvlak te voorzien van optische elementen,waarna het hoofdvlak wordt geplanariseerd.
In een bijzondere uitvoeringsvorm van de werkwijzevolgens de uitvinding, waarbij de optische inrichting wordt verbondenmet een elektrische of elektronische inrichting, is het dragerlichaamgevormd uit een materiaal dat halfgeleidende eigenschappen heeft. Voordat doel zijn bijvoorbeeld Si, Ge, GaAs en InP geschikt.
Bij voorkeur wordt het dragerlichaam, vóór hetverbinden, tenminste aan de zijde van het te verbinden hoofdvlakvoorzien van actieve halfgeleiderelementen en wordt het hoofdvlakgeplanariseerd.
Een bijzonder sterke binding tussen dragerlichaam enlichtgeleiderlichaam wordt verkregen als het dragerlichaam op het methet lichtgeleiderlichaam te verbinden hoofdvlak is voorzien van eensiliciumoxidelaag.
In de niet vóórgepubliceerde Nederlandse octrooiaanvrage NL 8800953 is een werkwijze beschreven, waarbij op eenvergelijkbare wijze met de werkwijze volgens de uitvinding een dunnelaag van een halfgeleidend materiaal op een dragerlichaam wordtaangebracht. Het dragerlichaam kan desgewenst uit kwartsglas zijnvervaardigd, maar is niet toegankelijk voor het aanbrengen vangolfgeleiders om een optische inrichting te vervaardigen.
Uitvoeringsvormen van de uitvinding zulen aan de hand vaneen in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld worden toegelicht.
In de tekening toont
Figuur 1 a-d schematisch een aantal stappen in dewerkwijze volgens de uitvinding.
In figuur 1a is een steunlichaam 1 getoond, waarop eendragerlichaam 2 is bevestigd, ter verdere bewerking. Het steunlichaam 1bestaat bij voorkeur uit kwartsglas. Dit is verkrijgbaar in uitvoeringenmet een grote geometrische precisie; de hoofdvlakken zijn zeernauwkeurig evenwijdig en perfect vlak. De dikte van het steunlichaam 1bedraagt tenminste 1/8 van de grootste afmeting van het dragerlichaam 2;het dragerlichaam is meestal gevormd als een cylindrische schijf. Doorde relatief grote dikte van het steunlichaam zal zijn vorm niet aanverandering onderhevig zijn bij bewerkingsstappen aan hetdragerlichaam 2.
Het dragerlichaam 2, volgens het voorbeeld uit silicium,wordt bij voorkeur met behulp van een kit met het steunlichaamverbonden. Als in het steunlichaam groeven 3 van geringe diepte wordenaangebracht zal, bij het aandrukken van het dragerlichaam op hetsteunlichaam, het merendeel van de kit in de groeven 3 wordenopgenomen. De kit, die bijvoorbeeld kan bestaan uit bijenwas met eenvulmiddel (AI2O3 of CaC*^) kan warm worden aangebracht. Bijafkoelen krimpt de kit en trekt daarbij het dragerlichaam vast tegen hetsteunlichaam. Zonodig wordt het dragerlichaam onder enige druk gehoudentijdens het afkoelen van de kit.
Hét dragerlichaam kan ook op andere wijze met hetsteunlichaam worden verbonden. In het bovenvlak van het steunlichaam kanbijvoorbeeld een ringvormige groef worden aangebracht, waarvan dediameter iets kleiner is dan de diameter van het dragerlichaam enwaarvan de loodrechte doorsnede slechts enkele micrometers bedraagt. Viaeen inwendig kanaal in het steunlichaam kan in de ringvormige groef vacuum gezogen worden.
Het dragerlichaam 2 kan bestaan uit een in de handelverkrijgbare halfgeleiderschijf met één of twee gepolijstehoofdvlakken. De vlakheid van deze schijven voldoet niet aan eisen voormicroprecisie, evenmin als de evenwijdigheid van de hoofdvlakken.
Een eerste stap in de werkwijze volgens de uitvinding is,een dragerlichaam 2 te verkrijgen met volkomen gladde en vlakkehoofdvlakken, die tevens volkomen evenwijdig aan elkaar zijn. Hetdragerlichaam 2 wordt met één van zijn hoofdvlakken aan hetsteunlichaam bevestigd, bijvoorbeeld op de hierboven aangegeven wijzezoals getoond in figuur la. Vervolgens wordt het andere hoofdvlakmechanisch gepolijst. Dit mechanisch polijsten gebeurt bijvoorbeeld metbehulp van ct-A^O^ poeder in water, op een polijstondergrond diebestaat uit pek. De korrelgrootte van het a-A^Oj poeder kan bij ditvoorpolijsten 0.3 pm bedragen. Napolijsten kan geschieden metfi-A^Oj poeder met een korrelgrootte van 0.05 pm. Er wordt ongeveer10 tot 25 pm in totaal gepolijst; het gepolijste hoofdvlak is nuvolkomen evenwijdig aan het steunvlak.
Nadat het dragerlichaam is losgenomen van hetsteunlichaam wordt het gepolijste hoofdvlak aan het steunlichaambevestigd en wordt het andere hoofdvlak op soortgelijke wijzegepolijst. Na deze bewerking is een dragerlichaam verkregen metevenwijdige hoofdvlakken; de afwijking in dikte is minder dan 0.5 pmgezien over het totale dragerlichaam, dat bijvoorbeeld een diameter van10 cm heeft. De gladheid is zodanig, dat afwijkingen van de gemiddeldewaarde kleiner zijn van 5 nm, bij voorkeur kleiner dan 0.5 nm.
Figuur 1b toont het steunlichaam 1 met het ermeeverbonden dragerlichaam 2, dat is verbonden met een lichtgeleiderlichaammet een dikte van bijvoorbeeld 0.5 mm bij een diameter van 10 cm. Delichtgeleiderschijf 4 wordt met een van zijn hoofdvlakken star verbondenmet het dragerlichaam. De te verbinden hoofdvlakken moeten daarbijvolkomen schoon en stofvrij zijn. De verbinding van de hoofdvlakkengebeurt bij voorkeur door middel van aansprengen. Dit is een van derWaals binding die wordt opgeroepen door dipoolkrachten van beideoppervlakken. Een voorbeeld is beschreven in de Europese octrooiaanvrageEP 209173.
De lichtgeleiderschijf 4 moet nu worden dun gemaakt, zie figuur 1c, en wel tot een geringe dikte die overal uiterst nauwkeuriggelijk moet zijn. Onder het uiteindelijke oppervlak mogen daarbij geenkristalverstoringen optreden. Begonnen kan worden met mechanisch slijpentot een dikte van bijvoorbeeld 60 ym, Hierbij wordt een oppervlakverkregen dat voldoet aan hoge geometrische precisie. Het mechanischslijpen geschiedt, ter verkrijging van deze grote nauwkeurigheid, metbijvoorbeeld siliciumcarbide korrels in een waterige oplossing. In ditstadium zijn er onder het oppervlak beschadigingen aanwezig. Deschadediepte is afhankelijk van de gebruikte korrels en kan wel 25 ymbedragen.
In een volgende stap wordt met behulp van tribochemischpolijsten de oppervlakteschade weggepolijst. Het tribochemisch polijstengeschiedt bijvoorbeeld met Si02 korreltjes met een gemiddeldekorrelgrootte van 30 nm in een NaOH oplossing met een pH tussen 10 en11. De polijstdruk kan bijvoorbeeld 300 tot 500 g/cm2 bedragen. Nadatongeveer de schadediepte is weggepolijst is een dikte van bijvoorbeeld30 ym bereikt. Het oppervlak is nu schadevrij, maar er is ingeboet aangeometrische precisie. De afwijking van de evenwijdigheid bedraagt nubijvoorbeeld 1 ym of nog iets meer.
Vervolgens wordt weer mechanisch bewerkt, maar nu wordteen polijstmethode toegepast met geringste oppervlakteschade. Deschadediepte bedraagt daarbij maximaal 5 ym. Dit fijnpolijsten kanworden uitgevoerd met polijstpoeder Ce02 met een korrelgrootte van 0.5tot 1 ym in waterige oplossing. Als ondergrond kan een polishingchemotextile, bijvoorbeeld bekend onder de merknaam PAN-W wordengebruikt; er wordt een druk toegepast van 100 tot 150 g/cm2 en erwordt bij voorkeur roterend gewerkt op een dubbel excentrischepolijstmachine met een rotatieverschil van 25 %. Dit fijnpolijsten,waarmee weer een zeer grote geometrische precisie wordt bereikt, kanworden voortgezet tot de dikte van de lichtgeleiderschijf ongeveer 15 ymbedraagt.
De laatste polijstfase geschiedt tribochemisch, opsoortgelijke wijze als boven is beschreven, nu tot een dikte van delichtgeleiderlaag van bijvoorbeeld 10 ym. Door de geringe afname vanmateriaal wordt de geometrische precisie niet wezenlijk meerbeïnvloed.
Met welke polijststap wordt begonnen, is in principe niet van belang. De mechanische stappen zorgen voor grote geometrischeprecisie; de laatste polijststap is een tribochemische waarbijoppervlakteschade geheel wordt weggenomen. Bij toepassing van hardematerialen, waarbij de oppervlaktebeschadiging gering is, is de volgordevan polijststappen van minder belang en kan desgewenst de laatstepolijststap een merchanische zijn.
De drager met de dunne lichtgeleiderschijf wordt nulosgenomen van het steunlichaam. Er is nu een samenstel van componentenverkregen (zie figuur 1d) met een lichtgeleiderlichaam waarin optischecircuits kunnen worden vervaardigd. Voor de overzichtelijkheid zijn dedikteafmetingen niet op schaal.
Er zijn varianten mogelijk van het beschrevenuitvoeringsvoorbeeld, waarbij de uitvindingsgedachte van toepassingblijft. De dikte van het steunlichaam is tenminste 1/8 van de diametervan het dragerlichaam. In de praktijk is een verhouding 1/4 zeer gunstiggebleken. De tijdelijke bevestiging van het dragerlichaam geschiedt bijvoorkeur op de aangegeven wijzen, maar kan indien gewenst ook op eenandere manier worden uitgevoerd.
De blijvende bevestiging van het lichtgeleiderlichaam aanhet dragerlichaam kan, in afwijking van het hiervoor beschrevene, ookgeschieden met het van het steunlichaam losgenomen dragerlichaam. Hetaansprengen kan dan gemakkelijker worden gemechaniseerd. De combinatiemoet voor het dunmaken van de lichtgeleiderschijf daarna echter weer methet steunlichaam worden verbonden. De precisie van het terugplaatsen ophet steunlichaam moet daarbij groot zijn.
Het dragerlichaam heeft een zeer grote geometrischeprecisie, dank zij het mechanische polijstproces. Indien gewenst kanook de door dit polijstproces optredende schadediepte aan hetdragerlichaam worden weggenomen met behulp van een tribochemischebehandeling.
Het dragerlichaam kan reeds voorzien zijn van actieveelektronische elementen of van elektronische circuits, bijvoorbeeld voorlichtdetectie. Een hoofdvlak kan geplanariseerd zijn, zodanig dataansprengen op het lichtgeleiderlichaam mogelijk is. Desgewenst kan hette verbinden hoofdvlak worden bedekt met een laag thermisch Si02 om dehechting met het kwartsglas te verbeteren.
Het lichtgeleiderlichaam kan reeds voorzien zijn van passieve of actieve golfgeleiders vóór het aansprengen. Na hetaansprengen kan de inrichting desgewenst nog enige tijd op hogetemperatuur worden gehouden om de hechting te verbeteren. Het optredenvan spanningen in de lichtgeleiderlaag kan worden tegengegaan door deoptische laag in kleinere delen te splitsen door het etsen van banen omeilanden te vormen.
De dikte van de lichtgeleiderlaag kan bijvoorbeeld 0.1tot 100 pm bedragen, en bedraagt bij voorkeur 5 tot 15 pm. Dezelaagdikte is te groot om door middel van opgroeien van siliciumoxide teverkrijgen, maar is anderzijds te klein om de laag door het aanbrengenvan een glasfolie direct in de gewenste dikte te verschaffen.
De lichtgeleiderlaag kan desgewenst zijn vervaardigd uiteen optisch actief materiaal, bijvoorbeeld uit kristallijne transparantematerialen zoals lithiumniobaat, gadoliniumgalliumgranaat en anderesynthetische granaten of granaatsamenstellingen, waaringolfgeleiderstructuren kunnen worden aangebracht, zowel voor als na hetaansprengen en polijsten.
De volgens de uitvinding vervaardigde optische inrichtingkan bijvoorbeeld worden toegepast voor het koppelen van eenlichtgeleider aan een halfgeleiderlaser of aan een sensor, voorsignaaloverdrachtstoepassingen, of voor het anderszins combineren vanoptische en elektronische inrichtingen.
Claims (9)
1. Werkwijze voor het vervaardigen van een inrichting, waarbij op een vlak oppervlak van een schijfvormig dragerlichaam eenlaag uit een lichtgeleidend materiaal wordt aangebracht, met hetkenmerk, dat een dragerlichaam wordt verschaft met volkomen gladde en' vlakke hoofdvlakken, die volkomen evenwijdig aan elkaar zijn, waarna eenvlak hoofdvlak van een schijfvormig lichaam uit het lichtgeleidendemateriaal in contact wordt gebracht met een hoofdvlak van hetdragerlichaam ter verkrijging van een blijvende verbinding, waarna hetlichtgeleiderlichaam mechanisch wordt geslepen tot een dikte vantenminste 50 pm groter dan de gewenste uiteindelijke laagdikte, datvervolgens afwisselend tribochemisch wordt gepolijst en mechanisch wordtgepolijst tot een dikte van ongeveer 10 pm groter dan de gewensteuiteindelijke laagdikte en dat daarna tribochemisch wordt gepolijsttotdat de gewenste laagdikte van het lichtgeleiderlichaam is bereikt.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat hetdragerlichaam wordt voorzien van gladde, vlakke en evenwijdigehoofdvlakken doordat het dragerlichaam tijdelijk wordt verbonden met eer·steunlichaam dat nauwkeurig vlakke en evenwijdige hoofdvlakken vertoonten waarvan de dikte tenminste 1/8 van de grootste afmeting van hetdragerlichaam is, waarna het vrije hoofdvlak van het dragerlichaammechanisch wordt gepolijst tot een precisie van tenminste 0.5 pm vlak,waarna het dragerlichaam van het steunlichaam wordt losgenomen en hetgepolijste hoofdvlak tijdelijk met het steunlichaam wordt verbonden,waarna het andere hoofdvlak van het dragerlichaam wordt gepolijst toteen precisie van tenminste 0.5 pm vlak en een evenwijdigheid tussen dehoofdvlakken van tenminste 0.5 pm.
3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat hetsteunlichaam is gevormd uit kwartsglas.
4. Werkwijze volgens een der conclusies 1 tot en met 3, met het kenmerk, dat het lichtgeleiderlichaam is gevormd uit een transparantkristallijn materiaal.
5. Werkwijze volgens een der conclusies 1 tot en met 3, methet kenmerk, dat het lichtgeleiderlichaam is gevormd uit kwartsglas.
6. Werkwijze volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk, dathet lichtgeleiderlichaam, vóór het verbinden, aan de zijde van hette verbinden hoofdvlak wordt voorzien van optische elementen en hethoofdvlak wordt geplanariseerd.
7. Werkwijze volgens een der conclusies 1 tot en met 6, methet kenmerk, dat het dragerlichaam is gevormd uit een materiaal dathalfgeleidende eigenschappen heeft.
8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat hetdragerlichaam, vóór het verbinden, aan de zijde van het te verbindenhoofdvlak wordt voorzien van actieve halfgeleiderelementen en hethoofdvlak wordt geplanariseerd.
9. Werkwijze volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk, dathet dragerlichaam op het met het lichtgeleiderlichaam te verbindenhoofdvlak is voorzien van een siliciumoxidelaag.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8802028A NL8802028A (nl) | 1988-08-16 | 1988-08-16 | Werkwijze voor het vervaardigen van een inrichting. |
| EP89202086A EP0355913B1 (en) | 1988-08-16 | 1989-08-15 | Method of manufacturing a device |
| DE68911621T DE68911621T2 (de) | 1988-08-16 | 1989-08-15 | Verfahren zum Herstellen einer Einrichtung. |
| JP1210205A JPH02103507A (ja) | 1988-08-16 | 1989-08-16 | 光学デバイスの製造方法 |
| US07/504,727 US4994139A (en) | 1988-08-16 | 1990-04-03 | Method of manufacturing a light-conducting device |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8802028A NL8802028A (nl) | 1988-08-16 | 1988-08-16 | Werkwijze voor het vervaardigen van een inrichting. |
| NL8802028 | 1988-08-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8802028A true NL8802028A (nl) | 1990-03-16 |
Family
ID=19852764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8802028A NL8802028A (nl) | 1988-08-16 | 1988-08-16 | Werkwijze voor het vervaardigen van een inrichting. |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4994139A (nl) |
| EP (1) | EP0355913B1 (nl) |
| JP (1) | JPH02103507A (nl) |
| DE (1) | DE68911621T2 (nl) |
| NL (1) | NL8802028A (nl) |
Families Citing this family (44)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2233152A (en) * | 1989-06-10 | 1991-01-02 | Plessey Co Plc | Bonding a device to a substrate |
| JP2985325B2 (ja) * | 1991-02-18 | 1999-11-29 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 薄銅張回路基板の製造法 |
| US5233464A (en) * | 1991-03-20 | 1993-08-03 | Costich Verne R | Multilayer infrared filter |
| FR2681472B1 (fr) | 1991-09-18 | 1993-10-29 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication de films minces de materiau semiconducteur. |
| US5268065A (en) * | 1992-12-21 | 1993-12-07 | Motorola, Inc. | Method for thinning a semiconductor wafer |
| JPH06333892A (ja) * | 1993-03-22 | 1994-12-02 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 電子デバイス |
| FR2725074B1 (fr) * | 1994-09-22 | 1996-12-20 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication d'une structure comportant une couche mince semi-conductrice sur un substrat |
| US5538151A (en) * | 1995-01-20 | 1996-07-23 | International Business Machines Corp. | Recovery of an anodically bonded glass device from a susstrate by use of a metal interlayer |
| US5855735A (en) * | 1995-10-03 | 1999-01-05 | Kobe Precision, Inc. | Process for recovering substrates |
| AU2529997A (en) | 1996-03-13 | 1997-10-01 | Trustees Of The Stevens Institute Of Technology, The | Tribochemical polishing of ceramics and metals |
| FR2748851B1 (fr) | 1996-05-15 | 1998-08-07 | Commissariat Energie Atomique | Procede de realisation d'une couche mince de materiau semiconducteur |
| US6033974A (en) | 1997-05-12 | 2000-03-07 | Silicon Genesis Corporation | Method for controlled cleaving process |
| US6162705A (en) | 1997-05-12 | 2000-12-19 | Silicon Genesis Corporation | Controlled cleavage process and resulting device using beta annealing |
| US6291313B1 (en) | 1997-05-12 | 2001-09-18 | Silicon Genesis Corporation | Method and device for controlled cleaving process |
| US6027988A (en) * | 1997-05-28 | 2000-02-22 | The Regents Of The University Of California | Method of separating films from bulk substrates by plasma immersion ion implantation |
| FR2773261B1 (fr) | 1997-12-30 | 2000-01-28 | Commissariat Energie Atomique | Procede pour le transfert d'un film mince comportant une etape de creation d'inclusions |
| US20010049031A1 (en) * | 1999-03-04 | 2001-12-06 | Christopher H. Bajorek | Glass substrate for magnetic media and method of making the same |
| US6221740B1 (en) | 1999-08-10 | 2001-04-24 | Silicon Genesis Corporation | Substrate cleaving tool and method |
| US6263941B1 (en) | 1999-08-10 | 2001-07-24 | Silicon Genesis Corporation | Nozzle for cleaving substrates |
| GB0002775D0 (en) * | 2000-02-07 | 2000-03-29 | Univ Glasgow | Improved integrated optical devices |
| CN1175401C (zh) * | 2000-04-28 | 2004-11-10 | 三井金属矿业株式会社 | 磁记录介质用玻璃基板的制造方法 |
| WO2002076675A1 (fr) * | 2001-03-27 | 2002-10-03 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Substrat pour support d'enregistrement d'informations et procede de production dudit substrat, support d'enregistrement d'informations et feuille de verre ebauche |
| FR2823599B1 (fr) | 2001-04-13 | 2004-12-17 | Commissariat Energie Atomique | Substrat demomtable a tenue mecanique controlee et procede de realisation |
| JP2002329576A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光装置およびその作製方法 |
| US7045878B2 (en) | 2001-05-18 | 2006-05-16 | Reveo, Inc. | Selectively bonded thin film layer and substrate layer for processing of useful devices |
| US6956268B2 (en) | 2001-05-18 | 2005-10-18 | Reveo, Inc. | MEMS and method of manufacturing MEMS |
| US7163826B2 (en) | 2001-09-12 | 2007-01-16 | Reveo, Inc | Method of fabricating multi layer devices on buried oxide layer substrates |
| US6875671B2 (en) | 2001-09-12 | 2005-04-05 | Reveo, Inc. | Method of fabricating vertical integrated circuits |
| JP2003107545A (ja) * | 2001-09-27 | 2003-04-09 | Ngk Insulators Ltd | リッジ型光導波路素子の製造方法 |
| DE10220045A1 (de) * | 2002-05-04 | 2003-11-13 | Zeiss Carl Smt Ag | Verfahren zur Herstellung eines optischen Elementes aus Quarzsubstrat |
| FR2848336B1 (fr) | 2002-12-09 | 2005-10-28 | Commissariat Energie Atomique | Procede de realisation d'une structure contrainte destinee a etre dissociee |
| FR2856844B1 (fr) | 2003-06-24 | 2006-02-17 | Commissariat Energie Atomique | Circuit integre sur puce de hautes performances |
| FR2857953B1 (fr) | 2003-07-21 | 2006-01-13 | Commissariat Energie Atomique | Structure empilee, et procede pour la fabriquer |
| FR2861497B1 (fr) | 2003-10-28 | 2006-02-10 | Soitec Silicon On Insulator | Procede de transfert catastrophique d'une couche fine apres co-implantation |
| GB0505409D0 (en) * | 2005-03-16 | 2005-04-20 | Bookham Technology Plc | Optic/electronic chip support |
| FR2889887B1 (fr) | 2005-08-16 | 2007-11-09 | Commissariat Energie Atomique | Procede de report d'une couche mince sur un support |
| FR2891281B1 (fr) | 2005-09-28 | 2007-12-28 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication d'un element en couches minces. |
| US9362439B2 (en) | 2008-05-07 | 2016-06-07 | Silicon Genesis Corporation | Layer transfer of films utilizing controlled shear region |
| US8993410B2 (en) | 2006-09-08 | 2015-03-31 | Silicon Genesis Corporation | Substrate cleaving under controlled stress conditions |
| FR2910179B1 (fr) | 2006-12-19 | 2009-03-13 | Commissariat Energie Atomique | PROCEDE DE FABRICATION DE COUCHES MINCES DE GaN PAR IMPLANTATION ET RECYCLAGE D'UN SUBSTRAT DE DEPART |
| DE102007007907A1 (de) * | 2007-02-14 | 2008-08-21 | Carl Zeiss Smt Ag | Verfahren zur Herstellung eines diffraktiven optischen Elements, nach einem derartigen Verfahren hergestelltes diffraktives optisches Element, Beleuchtungsoptik mit einem derartigen diffratkiven optischen Element, Mikrolithografie-Projektionsbelichtungsanlage mit einer derartigen Beleuchtungsoptik, Verfahren zum Herstellen eines mikroelektronischen Bauelements unter Verwendung einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage sowie mit einem solchen Verfahren hergestelltes Bauelement |
| FR2925221B1 (fr) | 2007-12-17 | 2010-02-19 | Commissariat Energie Atomique | Procede de transfert d'une couche mince |
| FR2947098A1 (fr) | 2009-06-18 | 2010-12-24 | Commissariat Energie Atomique | Procede de transfert d'une couche mince sur un substrat cible ayant un coefficient de dilatation thermique different de celui de la couche mince |
| JP5366088B2 (ja) * | 2009-09-16 | 2013-12-11 | セイコーインスツル株式会社 | サーマルヘッドおよびプリンタ |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2305188A1 (de) * | 1973-02-02 | 1974-08-08 | Wacker Chemitronic | Verfahren zur herstellung von polierten halbleiteroberflaechen |
| NL7511804A (nl) * | 1975-10-08 | 1977-04-13 | Du Pont | Werkwijze om eenkristallen te polijsten. |
| GB2027556B (en) * | 1978-07-31 | 1983-01-19 | Philips Electronic Associated | Manufacturing infra-red detectors |
| US4285714A (en) * | 1978-12-07 | 1981-08-25 | Spire Corporation | Electrostatic bonding using externally applied pressure |
| US4436580A (en) * | 1983-08-12 | 1984-03-13 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Method of preparing a mercury cadium telluride substrate for passivation and processing |
| US4554717A (en) * | 1983-12-08 | 1985-11-26 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Method of making miniature high frequency SC-cut quartz crystal resonators |
| NL8501773A (nl) * | 1985-06-20 | 1987-01-16 | Philips Nv | Werkwijze voor het vervaardigen van halfgeleiderinrichtingen. |
| DE3543002A1 (de) * | 1985-12-05 | 1987-06-11 | Bodenseewerk Geraetetech | Verfahren zur herstellung von integriert-optischen strukturen in glas |
| NL8701478A (nl) * | 1987-06-25 | 1989-01-16 | Philips Nv | Werkwijze voor het vervaardigen van een planaire optische component. |
| NL8800953A (nl) * | 1988-04-13 | 1989-11-01 | Philips Nv | Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderlichaam. |
-
1988
- 1988-08-16 NL NL8802028A patent/NL8802028A/nl not_active Application Discontinuation
-
1989
- 1989-08-15 DE DE68911621T patent/DE68911621T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-08-15 EP EP89202086A patent/EP0355913B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-08-16 JP JP1210205A patent/JPH02103507A/ja active Pending
-
1990
- 1990-04-03 US US07/504,727 patent/US4994139A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE68911621D1 (de) | 1994-02-03 |
| JPH02103507A (ja) | 1990-04-16 |
| EP0355913B1 (en) | 1993-12-22 |
| US4994139A (en) | 1991-02-19 |
| DE68911621T2 (de) | 1994-06-16 |
| EP0355913A1 (en) | 1990-02-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NL8802028A (nl) | Werkwijze voor het vervaardigen van een inrichting. | |
| NL8800953A (nl) | Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderlichaam. | |
| JP5664471B2 (ja) | 半導体用合成石英ガラス基板の製造方法 | |
| KR102588457B1 (ko) | 임프린트·리소그래피용 각형 기판 및 그의 제조 방법 | |
| US5191738A (en) | Method of polishing semiconductor wafer | |
| US5160560A (en) | Method of producing optically flat surfaces on processed silicon wafers | |
| WO2007061638A1 (en) | Arrays of optical elements and method of manufacturing same | |
| US6051498A (en) | Method for manufacturing a semiconductor wafer which is coated on one side and provided with a finish | |
| JPH069194B2 (ja) | 改良された平坦さを持つウェーハからの集積回路 | |
| TW202145301A (zh) | 基板晶圓之製造方法及基板晶圓 | |
| US9007686B2 (en) | Diffractive element with a high degree of wavefront flatness | |
| WO2009136910A1 (en) | Method of fabricating microscale optical structures | |
| Hallock et al. | Recent advances in deterministic low-cost finishing of sapphire windows | |
| EP0403287B1 (en) | Method of polishing semiconductor wafer | |
| JPS63237408A (ja) | 半導体デバイス用基板 | |
| JP2018207097A (ja) | 半導体用基板およびその製造方法 | |
| Lindquist et al. | Chemo-mechanical polishing of phosphate glass as a pretreatment to rapid final polishing | |
| JPH02267949A (ja) | 半導体基板の製造方法 | |
| SU921385A1 (ru) | Способ изготовлени образцовой меры толщины полупроводниковых слоев | |
| KR970011528B1 (ko) | 이방성 식각과 기판접합에 의한 광분할기 및 제작방법 | |
| KR20200009420A (ko) | 반도체용 기판 및 그의 제조 방법 | |
| JPH02257652A (ja) | 誘電体分離基板の製造方法 | |
| JPS6225707A (ja) | フアイバポラライザ | |
| JPH0368137A (ja) | 結晶半導体膜の形成方法 | |
| JPH0346315A (ja) | 半導体基板の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1B | A search report has been drawn up | ||
| BV | The patent application has lapsed |