TW201411690A - 回收的晶圓以及用於回收晶圓之方法 - Google Patents

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Maureen A Brosnan
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Abstract

本發明實施方式涉及回收的晶圓、一種用於回收晶圓之方法、一種用於回收一批晶圓之方法、以及一種用於形成電子結構之方法。被回收後，該回收的晶圓基本上不含殘留物。

Description

回收的晶圓以及用於回收晶圓之方法
以下內容係針對回收的晶圓以及用於回收晶圓之方法，並且特別涉及將晶圓返回到基本上原始狀態。
在半導體和光學工業中，晶圓或供體基質被用在例如，金屬有機化學氣相沈積(MOCVD)過程中，該過程將一材料沈積到晶圓上以形成如短波長LED、LD結構，以及包括高功率、高頻率、高溫電晶體和積體電路的其他電子裝置。例如，使用III族氮化物半導體材料氮化鎵(GaN)製造短波長(例如，藍色/綠色至紫外線)LED。在許多應用中，從沈積層分離晶圓係所希望的。一種從沈積層分離晶圓的已知的方法係鐳射剝離程序。剝離後，來自材料的沈積層和任何中間層(如粘合層、緩衝層、生長促進層等)的殘留物可能會保留在晶圓表面上。此外，在其他應用中，在使用晶圓生產半導體或光學裝置的過程中可能出現缺陷，從而導致浪費掉 的晶圓。由於從例如藍寶石、金剛石或類似物生產的晶圓成本高，回收晶圓以在另一沈積過程(如MOCVD)中再次使用係所希望的。嘗試在剝離程序後去除剩餘的沈積層和/或殘留物並且藉由以下方法(如研磨或化學機械拋光(CMP))回收晶圓係已知的。然而，這種CMP方法不會完全去除殘留物並且會損害晶圓。研磨係難以嚴格控制的，並且將顯著改變晶圓尺寸。當晶圓的尺寸增加時，甚至出現更多的問題。隨著晶圓尺寸增加，現有剝離技術留下更大量殘留物以及更大塊殘留物。此外，更大的晶圓更容易在程序(如CMP)過程中剝落和開裂。此外，在程序(如CMP)過程中晶圓與沈積層和/或殘留物具有不同的材料去除速率，從而導致不平的表面。更進一步地，一些基質還可能具有物理特徵(如斜邊緣)，這使得CMP技術不實際。更進一步地，當該等特徵(如斜邊緣)在晶圓上存在時，該等方法(如CMP)係不實際的。
因此，對於提供回收的晶圓以及一種回收晶圓的方法存在一種需要，在該方法中將晶圓返回到基本上原始狀態。
一實施方式係針對配置為支持一組以上電子結構之回收的晶圓，其中該回收的晶圓包括藍寶石，並且其中該回收的晶圓基本上不含殘留物。
另一實施方式係針對具有一頂表面、一側表面、以及一在該頂面與該側面之間的傾斜表面之回收的晶圓，其 中該回收的晶圓包括藍寶石，其中該回收的晶圓在頂表面上基本不含殘留物，並且其中該回收的晶圓具有的寬度與高度的尺寸比係大於約76：1。
另一實施方式係針對具有一頂表面、一側表面、以及一在該頂表面與該側表面之間的傾斜表面之回收的晶圓，其中該回收的晶圓包括藍寶石，其中該回收的晶圓在頂表面上基本不含殘留物，並且其中該回收的晶圓具有的回收的晶圓的寬度與高度的尺寸比相比原始晶圓的尺寸比大了從0.1%至10%。
另一實施方式係針對具有一頂表面、一側表面、以及一在該頂表面與該側表面之間的傾斜表面之回收的晶圓，其中該回收的晶圓包括藍寶石，其中該回收的晶圓在該傾斜表面上基本不含殘留物，並且其中該回收的晶圓具有的寬度與高度的尺寸比係大於約76：1。
另一實施方式係針對具有一頂表面、一側表面、以及一在該頂表面與該側表面之間的傾斜表面之回收的晶圓，其中該回收的晶圓包括藍寶石，其中該回收的晶圓在該傾斜表面上基本不含殘留物，並且其中該回收的晶圓具有的回收的晶圓的寬度與高度的尺寸比相比原始晶圓的寬度與高度的尺寸比大了從0.1%至10%。
然而，另一實施方式係針對一批至少1、至少10、至少20、至少30、至少40、至少50、至少60、至少70、至少80、至少90、或至少100個回收的晶圓，其中該批回收的晶圓在該晶圓的表面上具有以下殘留物平均含量，它覆蓋該 晶圓表面積的從約0.00001%至約0.01%。
然而，另一實施方式係針對一種用於形成電子結構之方法，該方法包括：提供一種包括藍寶石的晶圓；沈積一個層，其中該沈積包括外延沈積；形成一電子結構；將該層和電子結構從該晶圓分離，其中分離後殘留物保留在該晶圓上，並且其中該殘留物包括III-V族氮化物；將該晶圓浸漬在一包含KOH的第一蝕刻組合物中；將該晶圓拋光；並且將另一個層沈積在該晶圓上，其中該沈積包括外延沈積。
然而，另一實施方式繪製了一種用於回收晶圓之方法，該方法包括：提供一包括藍寶石以及沈積在該藍寶石上的殘留物的晶圓，其中該殘留物包括III-V族氮化物；將該晶圓浸漬在一包含KOH的第一蝕刻組合物中；並且將該晶圓拋光。
100、300、500、600‧‧‧晶圓
110、210、320、510、610‧‧‧頂表面
120、220、530、620‧‧‧側表面
130、330、520、630‧‧‧傾斜表面
140、540、640‧‧‧底表面
310、410‧‧‧第一層
340‧‧‧材料
420‧‧‧第二層
430‧‧‧電子結構
550‧‧‧第一層殘留物
560‧‧‧第二層殘留物
藉由參見附圖可以更好地理解本揭露，並且使其許多特徵和優點對於熟習該項技術者變得清楚。
圖1示出了根據本發明的實施方式之原始晶圓。
圖2示出了根據本發明的實施方式之矩形晶圓。
圖3示出了根據本發明的實施方式之具有沈積到其上的層之晶圓。
圖4示出了根據本發明的實施方式之具有兩個沈積到其上的層之晶圓。
圖5示出了根據本發明的實施方式之具有沈積到其上的殘 留物之晶圓。
圖6示出了根據本發明的實施方式之具有沈積到其上的殘留物之晶圓。
圖7示出了根據本發明的實施方式之回收的晶圓。
圖8示出了根據本發明的實施方式的根據一用於形成電子結構的方法之工藝流程圖。
圖9A示出了根據本發明的實施方式的根據一用於回收晶圓的方法之工藝流程圖。
圖9B示出了根據本發明的實施方式的根據一用於回收晶圓的方法之工藝流程圖。
圖10示出了根據本發明的實施方式的包含LED、Au以及GaN殘留物的晶圓之光學圖像。
圖11示出了根據本發明的實施方式在浸漬在王水後具有GaN殘留物保留在晶圓上的晶圓邊緣之SEM圖像。
圖12示出了根據本發明的實施方式在浸漬在王水後具有GaN殘留物保留在晶圓上的晶圓邊緣之光學圖像。
圖13示出了根據本發明的實施方式在浸漬在KOH後顯示GaN殘留物部分去除的晶圓邊緣之光學圖像。
圖14示出了根據本發明的實施方式在浸漬在KOH後顯示GaN殘留物部分去除的晶圓邊緣之SEM圖像。
圖15示出了根據本發明的實施方式在浸漬在KOH後顯示GaN殘留物部分去除的晶圓邊緣之SEM圖像。
圖16示出了根據本發明的實施方式在浸漬在KOH後顯示GaN殘留物基本上完全去除的晶圓邊緣之SEM圖像。
圖17示出了根據本發明的實施方式在浸漬在KOH後顯示GaN殘留物基本上完全去除的晶圓邊緣之SEM圖像。
圖18A示出了根據本發明的實施方式顯示基本上沒有發生晶圓蝕刻的晶圓頂表面之AFM圖像。
圖18B示出了根據本發明的實施方式顯示基本上沒有發生晶圓蝕刻的晶圓邊緣表面之AFM圖像。
如在此所用，短語“回收的晶圓”可以是指配置為在不同的時間在表面上支持一組以上的電子結構之基質，而不像在一個單一的時間在原始晶圓的表面上支持一組電子結構。
如在此所用，“一組電子結構”可以是指在一給定的時間內可以沈積在晶圓的生長表面上的電子結構之最大數。
如在此所用，短語“原始晶圓”可以是指被配置為在一單一的時間內支持一組電子結構之晶圓。例如，原始晶圓可以包括沒有並且一直沒有一組電子結構沈積其上之晶圓。
如在此所用，術語“殘留物”可以是指至少部分地去除已經沈積在晶圓上的一或多個層後保留在晶圓上的一或多種材料。
如在此所用，術語“基本上不含殘留物”可以是指具有從約0.00001%至約0.01%的表面積含有殘留物的晶圓之 表面。
以下內容總體上是針對一種回收晶圓的方法以及回收的晶圓，特別是包含藍寶石的晶圓。
圖1示出了具有一頂表面110、一側表面120、在該頂表面110與該側表面120之間的一傾斜表面130、以及一底表面140的原始晶圓100。原始晶圓100可以由例如在US 2008/0164458中揭露的方法形成，其藉由引用結合在此。
原始晶圓100可以由以下材料形成，該材料包括，但不限於絕緣的、半導體的、以及它們的組合。在某些實施方式中，原始晶圓100可以由以下材料形成，該材料包括氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、以及它們的組合。在又另一實施方式中，原始晶圓100可以由以下材料形成，該材料包括藍寶石、金剛石、矽、石英、氧化鋅、氧化鎂、氧化鋰鋁、不同於殘留物材料的III-V族金屬氮化物材料、或它們的組合。在又另一實施方式中，原始晶圓100可以包括藍寶石或者可以主要由藍寶石組成。
在某些實施方式中，原始晶圓100可具有晶體取向使得該晶體的c-軸置於接近垂直於該晶圓的頂表面110。然而，在藍寶石材料的情況下，將理解的是其他取向係合適的，包括例如r-面取向，a-面取向。此外，原始晶圓100可具有一選擇的切口，測量為垂直的c-軸相對於原始晶圓100的頂表面110垂直延伸的軸線之間的角度。
在某些實施方式中，原始晶圓100可具有的頂表面110上的表面粗糙度(Ra)為小於約5nm、小於約3nm、 小於約2nm、小於約1nm、小於約0.6nm，或小於約0.4nm。
在某些實施方式中，原始晶圓100可具有的傾斜表面130上的表面粗糙度(Ra)為小於約20μm、小於約15μm、小於約10μm、小於約8μm、小於約5μm、小於約3μm，或小於約2μm。
在某些實施方式中，原始晶圓100可具有的底表面140上的表面粗糙度(Ra)為從約0.01nm至約2000nm、約0.1nm至約1500nm，或約0.3nm至約1200nm。
再次參照圖1，傾斜表面130可以與頂表面110形成約135°的角度α1。在某些其他實施方式中，傾斜表面130可以與頂表面110形成小於180°或從91°至179°、從110°至160°、120°至150°，或130°至140°的角度α1。在某些其他實施方式中，特別地如圖2中所示，頂表面210可以是鄰近並且大致垂直於側表面220。換句話說，在某些實施方式中，有可能沒有傾斜表面。
原始晶圓100可以具有頂表面110的直徑D1。在某些實施方式中，D1可以是不小於約4英寸，例如不小於約4.5英寸、不小於約5英寸、不小於約5.5英寸，或不小於約6英寸。在其他非限制性實施方式中，D1可以是不大於約15英寸，如不大於約14英寸、不大於約13英寸、不大於約12英寸、不大於約11英寸、或不大於約10英寸。將理解的是，該直徑可以處於以上指出的任何最小與最大值之間的範圍內。
原始晶圓100的頂表面110可以具有表面積 SA1。在某些實施方式中，SA1可以是不小於約12.56平方英寸，如不小於約15.9平方英寸、不小於約19.63平方英寸，或不小於約28.26平方英寸。在其他非限制性實施方式中，SA1可以是不大於約176.625平方英寸，如不大於約153.86平方英寸、不大於約132.665平方英寸、不大於約113.04平方英寸、不大於約94.985平方英寸，或不大於約78.5平方英寸。將理解的是，該表面積可以處於以上指出的任何最小與最大值之間的範圍內。
原始晶圓100可以具有寬度W1和厚度T1。在某些實施方式中，寬度W1可以是大於約10mm、大於約50mm，大於約100mm、大於約150mm，大於約200mm、大於約250mm、大於約300mm、或大於約400mm。在某些實施方式中，寬度W1可以是從約10mm至約1000mm，約50mm至約800mm、或約100mm至約600mm。在某些實施方式中，原始晶圓100可以具有的厚度T1為大於約0.01mm、大於約0.05mm、大於約0.1mm、大於約0.3mm、大於約0.5mm、或大於約0.7mm。在某些實施方式中，原始晶圓100可以具有的厚度T1為從約0.01mm至約10mm、約0.1mm至約2mm、或約0.5mm至約1.3mm。應當理解，寬度W1是指如從頂部觀察到的最長縱向尺寸。寬度W1可以是等於該晶圓的直徑。在某些實施方式中，原始晶圓100可以具有的寬度W1與厚度T1的尺寸比DR1由下面的公式1計算：
例如，150mm寬與1mm厚的晶圓具有的尺寸比為150。在某些實施方式中，原始晶圓100可以具有的尺寸比係大於約75：1、大於約85：1、大於約100：1、大於約120：1、大於約150：1、大於約170：1、大於約190：1、大於約210：1、大於約250：1、大於約300：1、或大於約350：1。
在某些實施方式中，原始晶圓100可以具有傾斜表面LA1的長度。傾斜表面LA1的長度可以是從5μm至1000μm、10μm至800μm、50μm至500μm，或100μm至300μm。
圖3示出了具有設置在晶圓300的頂表面320與傾斜表面330上的一第一層310之晶圓300。形成該層的一或多種材料340還可以沈積在晶圓300之任何暴露面上。例如，在晶圓上沈積一層的某些過程中，如MOCVD過程，固有地被沈積成該層的一或多種材料也可被沈積在晶圓的非靶向表面上，如側和/或底表面。
在某些實施方式中，特別地如圖4中所示，一第二層420可以沈積在第一層410上。應當理解，可以在晶圓上沈積任何數量的層。例如，該等層可以被沈積、圖案化、和/或操縱，以便形成電子結構430，如LED。
現在參照圖5和6，示出了一或多個層已經從晶圓500分離後之晶圓500。圖5示出了具有第一層殘留物550的一實施方式，並且圖6示出了具有第一層殘留物550與第二層殘留物560的一實施方式。來自一或多個層的殘留物550和560沈積在頂表面510和傾斜表面520上。然而，應當理解，來自一或多個層或形成該一或多個層的一或多種材料的 殘留物可以保留在頂表面510、傾斜表面520、側表面530、底表面540，或它們的組合上。
該殘留物可以含有不同於晶圓的材料的任何材料。在某些實施方式中，該殘留物可以包括一半導體材料、絕緣材料、導體材料、阻擋層、生長促進層、或它們的組合。例如，該殘留物可以包括一半導體材料，例如III-V族氮化物，如氮化鎵(GaN)、(InGaN)、(AlGaN)。該殘留物可以包括一種導體材料，這種導體材料可以包括金屬材料，例如Au。在某些實施方式中，該殘留物可以含有用在電子結構的形成，和/或至少部分、全部、或多個形成的電子結構中的任何材料。在特定的實施方式中，該殘留物可以包括或主要由GaN和Au組成。Au可以沈積在GaN之上，如在圖6中所描繪的。在某些其他實施方式中，該殘留物可以主要由GaN組成。
在某些實施方式中，具有沈積到其上的殘留物的晶圓500的表面積的百分比在傾斜表面中可以比在頂表面中更大。例如，具有沈積在傾斜表面上的殘留物之表面積百分比可以是100%或更小、95%或更小、90%或更小、85%或更小、80%或更小、75%或更小、70%或更小、65%或更小、60%或更小、55%或更小、50%或更小、45%或更小、40%或更小、35%或更小、30%或更小、25%或更小、20%或更小、10%或更小、5%或更小、或1%或更小。具有沈積在其上的殘留物的晶圓頂表面之表面積百分比可以是100%或更小、95%或更小、90%或更小、85%或更小、80%或更小、75%或更小、70%或更小、 65%或更小、60%或更小、55%或更小、50%或更小、45%或更小、40%或更小、35%或更小、30%或更小、20%或更小、15%或更小、10%或更小、5%或更小、2%或更小、或1%或更小。
應當理解，圖案或殘留物位置、尺寸、以及組合物可以基於多種因素變化，該等因素包括，但不限於層分離程序、層沈積程序、層組成等。
圖7示出了根據在此所描述的實施方式已經回收的回收的晶圓600。回收的晶圓600具有一頂表面610、一側表面620、一在該頂表面610與該側表面620之間的傾斜表面630、以及一底表面640。傾斜表面630與頂表面形成角度α2。回收的晶圓600在頂表面610、傾斜表面630、側表面620、以及底表面640上基本不含殘留物。然而，在某些實施方式中，回收的晶圓600在頂表面610、傾斜表面630、側表面620、以及底表面640中的任何一個或組合上基本不含殘留物。
回收的晶圓600的頂表面610可以具有直徑D2。在某些實施方式中，D2可以是與原始晶圓的D1大致相同或略大。D2D1在某些實施方式中，D2D1大出不超過約20%，如D1大出不超過約15%、不超過約12%、不超過約10%、或不超過約5%。在某些實施方式中，D2至少約4.505英寸、至少約5.005英寸、至少約5.505英寸、或至少約6.006英寸。在其他非限制性實施方式中，D2可以是不大於約18英寸，如不大於約16.8英寸、不大於約15.6英寸、不超過約14.4英寸、不超過約13.2英寸、或不大於約12英寸。將理解的是，該直徑D2可以處於以上指出的任何最小與最大值之間的範圍內。
回收的晶圓600可以具有頂表面610的表面積SA2。在某些實施方式中，SA2可以是與原始晶圓的SA1大致相同或略大。SA2SA10.0001%大0.0004%、大0.0025%、大0.0064%、或大0.01%在其他實施方式中，SA2SA1大不超過約4%，如比SA1大不超過約2.25%、不超過約1.44%、不超過約1%、或不超過約0.25%。在某些實施方式中，SA2至少約12.560013平方英寸，如至少約15.90016平方英寸、至少約19.63002平方英寸、或至少約28.26003平方英寸。在其他非限制性實施方式中，SA2可以是不大於約183.69平方英寸，如不大於約160.014平方英寸、不大於約137.9716平方英寸、不大於約117.5616平方英寸、不大於約98.784平方英寸、或不大於約81.64平方英寸。將理解的是，該表面積SA2可以處於以上指出的任何最小與最大值之間的範圍內。
再次參照圖7，在某些實施方式中，回收的晶圓600可以具有頂表面610與傾斜表面630的角度α2，該角度與原始晶圓的角度α1大致相同。原始晶圓的角度α1的101%之內的角度α2。角度α2
回收的晶圓600可以具有寬度W2和厚度T2。在某些實施方式中，回收的晶圓600的寬度W2可以是與原始晶圓的寬度W1大致相同。原始晶圓的寬度W1的99.9%之內的寬度W2。應當理解，寬度W2係指如從頂部觀察到的最長縱向尺寸。寬度W2可以是等於該晶圓的直徑。
在某些實施方式中，回收的晶圓600可以具有與原始晶圓的厚度T1大致相同或略小的厚度T2。回收的晶圓600 之厚度T2可以是比原始晶圓的厚度T1小出從0.00001%至30%、0.001%至25%、0.01%至20%、0.1%至18%、0.5%至15%、1%至10%、或3%至8%
在某些實施方式中，回收的晶圓600可以具有的寬度W2與厚度T2的尺寸比DR2(DR2=W2/T2)，該DR2可以是與原始晶圓的寬度W1與厚度T1的尺寸比DR1(DR1=W1/T1)大致相同或略大。尺寸比DR2可以是比原始晶圓的尺寸比DR1大出從0至40%、0.00001%至30%、0.0001%至25%、0.1%至20%、0.5%至10%、或0.5%至5%。例如，在某些實施方式中，回收的晶圓600可以具有的尺寸比DR2為大於約76：1、大於約86：1、大於約101：1、大於約121：1、大於約151：1、大於約171：1、大於約191：1、大於約211：1、大於約251：1、大於約301：1、或大於約351：1。
在某些實施方式中，回收的晶圓600可以具有傾斜表面LA2的長度。傾斜表面LA2的長度可以小於原始晶圓的傾斜表面LA1的長度。例如，傾斜表面LA2的長度可以為原始晶圓的傾斜表面LA1的長度的從70%至99.99%、80%至99.9%、85%至99%、88%至98%、或90%至97%。
根據另一方面，提供了一種用於形成電子結構的方法。參照圖8，根據某些實施方式，在框810，該方法可以包括提供一晶圓，例如提供如在圖1中所示出的原始晶圓。
在框820，然後將一層至少沈積在例如在圖3中所示出的晶圓之頂表面上。該層還可以沈積在晶圓之傾斜表面上。還應當理解，被沈積以形成層的一些材料還可以沈積 在晶圓的任何暴露面上。
在某些實施方式中，沈積可包括MOCVD過程。其他合適的沈積過程包括，但不限於化學氣相沈積(CVD)、物理氣相傳輸(PVT)、鹵化物氣相外延(HVPE)、以及分子束外延(MBE)。
在框830，還可以在原始晶圓上沈積額外的層由此形成例如一電子結構。被沈積的一或多個層可以被圖案化、蝕刻、或以其他方式操縱以形成電子結構。應當理解，任何數量的層、圖案、電極、或任何其他材料或結構可以沈積在晶圓上。在特定的實施方式中，電子結構包括發光二極體(LED)。
在框840，該一或多個層可從晶圓分離。例如，該分離可包括鐳射剝離程序，如例如在美國專利號6,974,758中所描述的，其藉由引用結合在此。另外地或可替代地使用其他分離技術，例如機械、物理或化學分離方法。
分離程序後，如上所述的殘留物(從晶圓的至少最接近表面的一層)可以保留在如例如在圖5中所示出的晶圓之表面上。還可以存在來自附加層的殘留物。例如，如在圖6中所示，殘留物可以包括一第一層與覆蓋該第一層之第二層。在特定的實施方式中，該第二層可以覆蓋並與該第一層之側面鄰接。
在某些實施方式中，該殘留物可包括一半導體材料、導體材料、以及絕緣材料、阻擋層、生長促進層、或它們的組合。在特定的實施方式中，該殘留物可以包括或主要 由GaN的第一層與Au的第二層組成。在某些實施方式中，該殘留物可包括摻雜的半導體材料，例如n型摻雜或p型摻雜的GaN。該殘留物可以是沿如上所述的傾斜表面比頂表面更厚和/或相對(基於表面佔用面積的百分比)更大。
在框850，晶圓然後可以由在此所描述的任何方法回收。
在框860，回收的晶圓可再次具有如上所述的沈積其上的又一個層。應當理解，形成電子結構、從晶圓上分離電子結構、回收晶圓以及進行重複的步驟可以執行任意次數。例如，在某些實施方式中，形成電子結構、分離電子結構以及回收晶圓的步驟可以使用相同的晶圓重複2次以上、3次以上、5次以上、6次以上、7次以上。換句話說，在某些實施方式中，可以使用相同的晶圓以形成2組或以上、3組或以上、5組或以上、10組或以上、20組或以上、或30組或以上的電子結構。此外，應當理解所使用的特定的沈積過程或特定的沈積在晶圓上的一或多個層在每個回收步驟或多組回收步驟後可能會有所不同。
根據另一方面，提供了一種用於回收晶圓的方法。參照圖9，根據一實施方式，在框910，該方法可以包括提供一例如在圖5中所示出的晶圓，包括沈積在該晶圓上的殘留物。
在某些實施方式中，在框920，該方法可以包括將該晶圓拋光。例如可以進行最初拋光，以減少殘留物材料的大顆粒的高度。拋光方法可包括，但不限於CMP拋光。
在框930，晶圓然後可以浸漬在一第一蝕刻組合物中。該第一蝕刻組合物可以包含例如可有效地去除殘留物中的至少一部分的任何材料。在某些實施方式中，該第一蝕刻組合物可包含具有的pH為至少約8、9、10、或11的鹼性材料。例如，該第一蝕刻組合物可包括，但不限於氫氧化物，例如氫氧化鉀(KOH)。在某些實施方式中，該第一蝕刻組合物具有一含KOH的活性組分或一主要由KOH組成的活性組分。在某些實施方式中，該第一蝕刻組合物可包括10%至90%、15%至80%、20%至70%、25%至60%、或30%至50%濃縮的KOH水溶液。
該第一蝕刻組合物可在晶圓浸漬過程中被加熱至大於40℃、50℃、60℃、70℃、80℃或85℃的溫度。在某些實施方式中，該第一蝕刻組合物可在晶圓浸漬過程中被加熱至從40℃至140℃、60℃至120℃、70℃至110℃、或80℃至100℃的溫度。
該晶圓可以浸漬在該第一組合物中持續例如大於8小時、大於10小時、大於15小時、或大於20小時的時間。在某些實施方式中，該晶圓可以浸漬在該第一組合物中持續10至40小時、15至30小時、或20至30小時的時間。
浸漬在該第一蝕刻組合物中後，清洗並且乾燥該晶圓。
在某些實施方式中，特別地如在圖9B中所示，在框940，該晶圓可以浸漬在第二蝕刻組合物中。在特定的實施方式中，該晶圓可在浸漬在該第一蝕刻組合物中之前浸漬 在該第二蝕刻組合物中。
該第二蝕刻組合物可包含任何能夠蝕刻該殘留物的材料，並且可以選自基於殘留物的材料。例如，在某些實施方式中，該第二蝕刻組合物可以含有具有的pH小於6、5、4、3、或2的酸。在特定的實施方式中，該第二蝕刻組合物可包含鹽酸、HNO3、或它們的組合。在其他實施方式中，該第二蝕刻組合物可以配置為蝕刻沈積在該殘留物的最外表面上的殘留物材料。例如，在某些實施方式中，至少部分殘留物的最外表面可以含有一金屬材料，例如Au。應當理解，根據在此所描述的實施方式可以使用任何數量的不同蝕刻組合物和浸漬步驟。
在某些實施方式中，每種蝕刻組合物可以根據殘留物含量進行選擇。例如，在某些實施方式中，該第二蝕刻組合物可被配置為蝕刻沈積在殘留物的外表面上的材料，如Au。作為另一實例，如果殘留物中包含三種不同的材料，可以使用三種不同的蝕刻組合物去除相應的殘留物組分。各蝕刻組合物以及浸泡步驟的使用的順序可關於殘留物組分的順序進行選擇。例如，在一實施方式中，其中殘留物中包含沈積在該晶圓上的GaN與沈積在該GaN上的Au，該晶圓可以浸漬在該第二蝕刻組合物(其被配置為首先蝕刻Au)中，並且隨後浸漬在該第一蝕刻組合物(其被配置為首先蝕刻GaN)中。
該第二蝕刻組合物在晶圓浸漬過程中可被加熱至大於40℃、大於50℃、大於60℃、大於70℃、大於80℃、 或大於85℃的溫度。在某些實施方式中，該第二蝕刻組合物在晶圓浸漬過程中可被加熱至從40℃至140℃、60℃至120℃、70℃至110℃、或80℃至100℃的溫度。
該晶圓可被浸漬在該第二組合物中持續例如大於1小時、大於2小時、大於2.5小時、或大於3小時的時間。在某些實施方式中，該晶圓可以浸漬在該第一組合物中持續從1至10小時、1至8小時、或1至5小時的時間。
在某些實施方式中，一批晶圓可以被一起浸漬在一特定的蝕刻劑浴中。例如，該批可以含有至少10、至少20、至少30、至少40、至少50、至少60、至少70、至少80、至少90、或至少100個晶圓。浸漬一批晶圓可以發生在任何在此所描述的浸漬步驟。例如，一批晶圓可以被浸漬在該第一蝕刻組合物中並且該批晶圓可以被浸漬在該第二蝕刻組合物中，或者任何進一步的浸漬步驟。
在某些實施方式中，在將該晶圓浸漬在該第一或第二或任何隨後的蝕刻組合物的過程中，該方法可以進一步包括向該晶圓或該批晶圓施加超音波能量。
在框950，將該晶圓進行化學清潔，如藉由使用一第三組合物(例如去離子水)清洗。可以將乾燥的回收的晶圓以及頂表面拋光至適合外延沈積的表面粗糙度。例如，該頂表面可以被拋光至從0.1nm至0.4nm的平均表面粗糙度，或如上面所述。
遵循在此所揭露的回收方法，回收的晶圓基本上不含殘留物。在某些實施方式中，覆蓋從0.00001%至約0.01% 的回收的晶圓的傾斜表面的殘留物量可能仍然保留。在某些實施方式中，可以提供一批回收的晶圓，其中存在至少10、至少20、至少30、至少40、至少50、至少60、至少70、至少80、至少90、或至少100個回收的晶圓。批晶圓在每個晶圓之傾斜表面上可以具有從0.00001%至0.01%的平均殘留物含量。
此外，回收方法後，回收的晶圓可以具有與原始晶圓(即回收方法之前)大致相同或略大之尺寸比，如上面更充分描
實例 實例1：回收具有GaN、Au以及LED殘留物之藍寶石晶圓。
回收了含有不同數量和類型殘留物的12個藍寶石晶圓加上一對比晶圓。所有晶圓在至少50%的傾斜表面的表面積上含有GaN。下面提供的表1和圖10示出了晶圓特徵以及殘留物含量和特徵。下面的表2示出了在回收過程的不同階段對比晶圓X之參數。
對每個實例A-X之頂表面進行持續2.15小時的第一次拋光。然後對每個實例A-X之頂表面進行持續30分鐘的第二次拋光。下面提供的表3示出了拋光後的晶圓之厚度。
目測檢查實例A-X並且看到殘留物存在於傾斜表面上，但頂表面上基本上不含殘留物。然後將實例A-X浸漬在濃王水中。該王水被加熱至60℃持續2小時。
然後將實例A-X在去離子水中清洗並在空氣中乾燥。然後檢查實例A-X並發現基本上不含可見Au殘留物並且在如圖11和12中所示出的傾斜表面上具有GaN殘留物
然後將實例A-X在持續共4小時的間歇式超音波下浸漬在KOH溶液中並加熱至85℃的溫度持續12小時。然後檢查實例A-X並且發現觀察到了GaN部分去除，如在圖13、14及15中所示
然後將實例A-X在持續共4小時的間歇式超音波下再次浸漬在KOH溶液中並加熱至85℃的溫度持續16小時。然後檢查實例A-X並且發現該回收的晶圓的傾斜表面基本上不含如在圖16與17中所示出的GaN
去除殘留物後，檢查晶圓以確定是否已經對藍寶石表面造成損害。圖18示出了晶圓頂表面的AFM圖像，表明在化學處理後基本上沒有發生對藍寶石晶圓頂表面之蝕刻。
出人意料地發現，在此所述的方法有效去除基本上所有殘留物(尤其是在該晶圓的傾斜表面上)，而基本上不蝕刻該晶圓。
在上文中，提及的多個具體的實施方式以及某些部件之連接係說明性的。應瞭解，對於被聯接或被連接的元件的提及係打算去揭露如所瞭解的在所述元件之間的直接連接或藉由一或多個介入元件之間接連接，以進行在此所討論之方法。這樣，以上揭露的主題應被認為是解說性的、而非限制性的，並且所附申請專利範圍旨在覆蓋落在本發明真正 範圍內的所有此類變體、改進、以及其他實施方式。因此，在法律所允許的最大程度上，本發明範圍應由對以下申請專利範圍和它們的等效物可容許的最寬解釋來確定，並且不應受以上詳細說明之約束或限制。
揭露的摘要係遵循專利權法而提供的，並且按以下理解而提交，即，它將不被用於解釋或者限制申請專利範圍之範圍或含義。另外，在以上詳細說明中，不同特徵可以被集合在一起或出於精簡揭露的目的而在單一實施方式中描述。本揭露不得被解釋為反映了一意圖，即，提出申請專利範圍之實施方式要求之特徵多於在每一項申請專利範圍中清楚引述之特徵。相反，如以下申請專利範圍反映出，發明主題可以是針對少於任何揭露之實施方式之全部特徵。因此，以下申請專利範圍被結合到詳細說明中，其中每一項申請專利範圍獨立地界定所分別要求之主題。

Claims (10)

  1. 一種用於回收晶圓之方法，該方法包括：提供一包括藍寶石以及沈積在該藍寶石上的殘留物的晶圓，其中該殘留物包括III-V氮化物；將該晶圓浸漬在包含KOH的第一蝕刻組合物中；並且將該晶圓拋光。
  2. 一種用於形成電子結構之方法，該方法包括：提供一包括藍寶石的晶圓；沈積一個層，其中該沈積包括外延沈積；形成一電子結構；將該層與電子結構從該晶圓分離，其中分離後殘留物保留在該晶圓上，並且其中該殘留物包括III-V氮化物；將該晶圓浸漬在一包含KOH的第一蝕刻組合物中；將該晶圓拋光；並且將另一個層沈積在該晶圓上，其中該沈積包括外延沈積。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之方法，其中該殘留物進一步包括一金屬材料。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之方法，進一步包括將該晶圓浸漬在一包含被配置為蝕刻該金屬材料的蝕刻劑之第二蝕刻組合物中，其中浸漬在該第二蝕刻組合物中是在浸漬在該第一蝕刻組合物中之前進行。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之方法，其中該第一蝕刻組合物包括10%至90%的KOH溶液。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述之方法，其中該第一蝕刻組合物被加熱至從40℃至140℃的溫度。
  7. 如申請專利範圍第1或2項所述之方法，其中將該晶圓浸漬在該第一蝕刻組合物中持續8至40小時的時間。
  8. 如申請專利範圍第1或2項所述之方法，進一步包括在將該晶圓浸漬在該第一和/或第二組合物過程中向該晶圓施加超音波能量。
  9. 如申請專利範圍第1或2項所述之方法，進一步包括使用去離子水(DI)清洗該晶圓並乾燥該晶圓。
  10. 至少10、20、30、40、50、60、70、80、90、或100個回收的晶圓，其中該批回收的晶圓在該晶圓表面上具有以下殘留物平均含量，它覆蓋該晶圓表面之表面積從約0.00001%至約0.01%。
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