[發明專利]用于襯底的表面處理的方法和設備

在審

• 申請號: 202010552512.4
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN111549328A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: M.溫普林格
• 申請（專利權）人: EV集團E·索爾納有限責任公司
• 主分類號: C23C14/48
• 分類號: C23C14/48;H01L21/20;H01L21/762
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 盧江;劉春元

用于襯底的表面處理的方法和設備。本發明涉及如下方法，所述方法用于對襯底（1、1'）的至少主要地結晶的襯底表面（1o、1o'）的表面處理，使得通過所述襯底表面（1o、1o'）的非晶化在所述襯底表面（1o、1o'）處形成非晶層（2、2'、2）其中所述非晶層（2、2'、2）的厚度d＞0nm。此外，本發明涉及相應的設備。

本申請是申請日為2014年6月24日、申請號為 201480079844.8、國際申請號為PCT/EP2014/063303、發明名稱為“用于襯底的表面處理的方法和設備”的專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及根據權利要求1或8所述的方法及根據權利要求10所述的相應的設備。

背景技術

在半導體工業中，數年來已使用不同的接合技術來使襯底彼此連接。該連接過程稱為接合。在臨時接合方法與永久接合方法之間進行大致區別。

在臨時接合方法中，將產物襯底與載體襯底接合使得所述產物襯底在處理后又可以被脫離。借助于臨時接合方法能夠以機械方式使產物襯底穩定。機械穩定化確保能夠在不拱曲、變形或損壞的情況下處理產物襯底。在背面減薄過程期間及之后，通過載體襯底來穩定化是必要的。背面減薄過程允許產物襯底厚度減少至數微米。

在永久接合方法中，兩個襯底持續地(即，永久地)彼此接合。兩個襯底的永久接合也允許制造多層結構。這些多層結構可由相同或不同的材料構成。存在不同的永久接合方法。

使用陽極接合的永久接合方法來將含離子的襯底彼此永久地連接。在多數情況下，兩個襯底之一是玻璃襯底。第二襯底優選地是硅襯底。在該方法中，沿待要彼此接合的兩個襯底施加電場。該電場在兩個電極之間被產生，所述電極優選地接觸襯底的兩個表面。該電場在玻璃襯底中產生離子運輸以及在兩個襯底之間形成空間電荷區域。該空間電荷區域引起所述兩個襯底的表面的強烈的吸引，所述表面在靠近之后彼此接觸并且因此形成永久連接。該接合過程因此主要是基于最大化所述兩個表面的接觸面積。

另一永久接合方法是共晶接合。在共晶接合的情況下，合金以一種共晶濃度被產生或在接合期間被調整。通過超過共晶溫度(共晶體的液相與固相處于平衡中的溫度)，該共晶體完全熔解。共晶濃度的所產生的液相潤濕仍未液化的區域的表面。在凝固過程期中，液相凝固成共晶體并且形成在兩個襯底之間的連接層。

另一永久接合方法是熔合接合。在熔合接合情況下，兩個平坦的、純的襯底表面通過接觸而彼此接合。在此，該接合過程分為兩個步驟。在第一步驟中，進行兩個襯底的接觸。在此，兩個襯底的固定主要是通過范德瓦爾斯(van-der-Waals)力來進行。該固定稱為預接合（英文pre-bond）。該力允許制造如下固定，所述固定足夠強而使襯底彼此牢固地接合，使得尤其通過施加切力引起的相互移位僅僅利用巨大的力消耗才是可能的。另一方面，該兩個襯底可以尤其通過施加法向力來又相對容易地被彼此分離。該法向力在此優選地作用在邊緣處，以便在兩個襯底的界面處引起楔形效果，所述楔形效果產生持續的裂縫并且因此又將兩個襯底彼此分離。為產生永久的熔合接合，使襯底堆疊經受熱處理。熱處理導致在兩個襯底的表面之間形成共價連接。這種所產生的永久接合僅有通過使用在多數情況下伴隨襯底的損毀的相當高的力才是可能的。

出版物US5441776描述一種用于將第一電極接合至氫化的非晶硅層的方法。該非晶硅層通過沉積過程在襯底的表面處沉積。

出版物US7462552B2展示如下方法，所述方法使用化學氣相沉積(英文：chemicalvapour deposition，CVD)來將非晶硅層沉積在襯底的表面處的方法。該非晶層具有介于0.5與10μm之間的厚度。

Suga等人在其出版物US7550366B2中，報告一種意外產生的約100nm厚的非晶層。該非晶層是位于兩個襯底表面之間，所述襯底表面通過表面活化過程被準備過。該非晶層是以惰性氣體原子及金屬原子來離子轟擊襯底表面的副產物。因此，實際的接合過程是在覆蓋非晶層的鐵原子之間進行。