專利名稱：制造具有最小應力的異質結構的方法
技術領域：
本發明涉及制造通過鍵合第一晶片或襯底至第二晶片或襯底而形成的異質結構 (heterostructure)，其中所述第一晶片的熱膨脹系數低于所述第二晶片的熱膨脹系數。這 種異質結構特別用于微電子領域或光電子領域中。本發明特別應用于制造SOS異質結構 (SOS表示藍寶石(Al2O3)上硅)。
背景技術：
在組裝兩個具有不同熱膨脹系數的晶片時，例如在室溫(20°C )時熱膨脹系數相 差至少10%或20%的情況下，或者在兩個組裝的晶片的任何后續處理過程中，有時會升高 溫度以便例如在鍵合增強退火過程中增強鍵合界面。圖1顯示了在大約160°C執行的鍵合增強退火的過程中，異質結構的性能，其中異 質結構通過將對應于SOI (絕緣體上硅)結構的第一晶片或襯底10鍵合到藍寶石的第二晶 片或襯底20而形成。如圖1所示，熱處理過程中，作為SOI結構的主要部件的硅以及藍寶 石的熱膨脹系數(TEC)之間的差異(Si的TEC < Al2O3的TEC)導致組件變形，從而高剝離 應力(debonding stress) Cd施加到位于異質結構的邊緣處的區域Zd。由于這些應力，在晶片的邊緣處轉移不充分，從而導致過大以及形狀不規則的 環形(第一晶片沒有被轉移到第二晶片上的區域)外觀，并且特別導致晶片邊緣剝落 (peeling-off)。在諸如SOS異質結構的異質結構的情況下，通過將諸如SOI結構的結構組裝到諸 如藍寶石襯底的支撐晶片或襯底上而制造SOS異質結構。在這種情況下，SOS異質結構的制 造包括將SOI結構直接晶片鍵合或熔化鍵合到藍寶石晶片上，鍵合穩定或鍵合增強退火， 以及減薄SOI結構以便形成轉移到藍寶石晶片上的硅層。通常在兩步中執行減薄，即首先 是消除SOI結構的大部分支撐襯底的研磨步驟，然后第二步驟是化學刻蝕至SOI結構的氧 化物層，其中氧化物層作為停止層。通常使用TMAH(四甲基氫氧化銨)來執行化學刻蝕。如上所述，襯底邊緣處的剝離應力的產生可能導致硅層和藍寶石襯底邊緣處的剝 離，從而在減薄過程中允許潮濕的刻蝕劑滲入鍵合界面中。該滲入進一步弱化了鍵合并可 能導致如圖2所示的結構分層，其中當剪切應力被施加到硅層上時，可以觀察到硅表面層 從下方的藍寶石襯底或晶片上分層。最后，如圖3所示，研磨之后已經存在邊緣損失(由于分層導致的環形擴大)。邊 緣損失的原因是鍵合增強退火過程中的分層，并且由于鍵合增強退火過程的硅較厚，該分 層較大。
發明內容
本發明的一個目的是通過提供一種制造異質結構的方案來克服上述缺陷，其包括 將第一晶片或襯底鍵合到第二晶片或襯底，其中第一晶片的熱膨脹系數低于第二晶片的熱 膨脹系數，同時如上所述限制襯底邊緣處的剝離和缺陷的出現。
為此，本發明提出一種制造異質結構的方法，其中在鍵合之后以及鍵合增強退火 (bond-strengthening anneal)之前，至少部分地修整第一晶片。至少部分地修整第一晶片能夠減小第一晶片的周邊厚度，從而由于兩個晶片的熱 膨脹系數之間的差異而減小剝離應力的大小。由此改進了環形，即襯底邊緣處的未轉移區 域，的寬度和規則性。根據本發明的方法的一個實施方式，執行單一的修整步驟之后，第一晶片在其修 整部分中的厚度小于或等于^ym,以及在大約160°C的溫度下執行單一的鍵合增強退火 步驟大約2小時的時間。根據本發明的方法的另一個實施方式，所述方法包括第一和第二鍵合增強退火步 驟以及至少部分地修整(trim)第一晶片的第一和第二修整步驟。在該實施方式中，第一修 整步驟在所述第一退火步驟之后和所述第二退火步驟之前執行，而第二修整步驟在所述第 二退火步驟之后執行。該實施方式能使修整深度達到利用單一修整步驟所不能達到的修整深度，而沒有 晶片剝落或分層的風險。由于通過第一修整步驟部分減小了剝離應力，因此可以在高于第一鍵合增強退火 步驟的溫度下執行第二鍵合增強退火步驟。本發明的方法特別應用于SOS結構的制造。在這種情況下，該方法使用硅或SOI 襯底作為第一晶片，使用藍寶石襯底作為第二晶片。根據本發明的一方面，該方法進一步包括一個或多個鍵合增強退火步驟之后的減 薄第一晶片的步驟，其中通過研磨然后通過刻蝕第一晶片來執行所述減薄。利用砂輪執行 研磨，砂輪的工作表面包括平均尺寸大于6. 7微米的磨粒。對于研磨而言，與使用包括平均尺寸小于6. 7微米的磨粒的輪時所實現的細研磨 相比，使用包括平均尺寸大于6. 7微米的磨粒的砂輪提供了粗研磨(coarse grinding)。申請人:選擇使用粗研磨的原因是粗研磨能夠減薄第一晶片，同時在研磨過程中晶 片分層的風險最小。通過使用平均尺寸大于6. 7微米的磨粒來進行研磨，能夠除去大量材 料而不需要施加太大的接觸力。在研磨過程中，第一晶片上的輪的接觸力不大于222. 5牛 頓。另一方面，使用對應于細研磨的較小磨粒，細砂輪和材料之間的面積比(area ratio) 大于粗砂輪和相同材料之間的面積比，從而增大了第一晶片上的輪的接觸力，并因此增大 了分層的危險。
通過參考附圖以非限制性示例給出的本發明的特別實施例的以下描述，本發明的 其他特征和優點將更明顯，其中圖1是鍵合增強熱處理過程中SOS異質結構中的應力的示意性剖視圖；圖2是顯示藍寶石上硅異質結構的分層的照片；圖3是顯示研磨之后藍寶石上硅異質結構中的邊緣損失和十字形裂縫的照片；圖4A至4H是實現根據本發明的一個實施例的方法的異質結構制造的示意圖；圖5是在圖4A至4H所示的異質結構制造過程中執行的步驟的流程圖；圖6A至61是實現根據本發明的另一個實施例的方法的異質結構制造的示意圖7是在圖6A至61所示的異質結構制造過程中執行的步驟的流程圖。
具體實施例方式本發明的方法總體上應用于異質結構的制造，所述異質結構包括至少兩個分別具 有不同的熱膨脹系數的晶片(例如藍寶石上硅、玻璃上硅等)。利用直接晶片鍵合或任何其 他類型的鍵合，例如陽極鍵合、金屬鍵合或粘性鍵合，晶片被組裝在一起。晶片通常是圓形， 并可以具有不同的直徑，特別地，直徑為100mm、150mm、200mm或300mm。部件可以已經形成一個晶片中，所述一個晶片在隨后將被鍵合到作為支撐部分的 另一個晶片上。這些部件特別是形成電子部件或多個微電子部件(例如電路、觸點或甚至 是有源層)的全部或一部分的元件。更概括而言，本發明特別應用于不能承受高溫鍵合退火的組裝結構、以及由具有 不同熱膨脹系數的晶片的組件形成的異質結構。本發明還特別應用于但是不局限于SOS (藍寶石上硅)異質結構，其由通過藍寶石 制成的第一晶片或襯底和包括諸如SOI結構的硅的第二晶片或襯底組裝形成。包括藍寶石襯底上硅層的異質結構具有特別的優點。SOS結構能夠制造高頻、低能 耗的器件。藍寶石襯底還具有例如比石英襯底更好的優秀的散熱性。圖4A至4G和圖5顯示了通過第一或初始襯底110 (上)和第二支撐晶片或襯底 120(基底)制造SOS異質結構的方法。如圖4B所示，第一晶片110包括SOI結構，該SOI結構包括也由硅制成的支撐部 分113上的硅層111和埋入氧化物層112，該埋入氧化物層112例如由S^2制成，并位于層 111和支撐部分113之間。第二晶片120是藍寶石晶片(圖4A)。在第一晶片110鍵合到第二晶片120之前，可以制備鍵合表面120a(步驟Si)。 該制備特別包括化學清洗，特別是RCA清洗(即被設計為用于除去顆粒和碳氫化合物的 SCl (NH4OH, H2O2，H2O)浸泡和被設計為用于除去金屬污染物的SC2(HC1，H2O2，H2O)浸泡的組 合)，CARO或Piranha清洗(H2SO4 = H2O2)或者甚至是臭氧/水(03/H20))清洗。清洗之后可 以繼續在洗滌器中進行洗滌。為了進一步增大鍵合能，可以利用等離子體處理激活(activate)第二晶片120的 表面120a (步驟S2)。第一晶片110的硅層111的表面Illa可以被熱氧化物層114覆蓋，熱氧化物層 114例如可以通過氧化晶片表面而形成(圖4B，步驟S3)。無論表面Illa是否被氧化物層覆蓋，均可以利用等離子體處理來激活表面 Illa(步驟S4)。可以通過將襯底110和120的鍵合表面暴露到基于氧、氮、氬等的等離 子體來執行上述鍵合表面的激活。用于這一目的的設備可以例如是最初用于執行電容耦 合RIE(反應離子刻蝕)或ICP(感應耦合等離子體)RIE的設備，也可以是其他類型的設 備。對于進一步的細節，可以參考例如&inz-Velasco等的名稱為“Roomtemperature wafer bonding using oxygen plasma treatment in reactive ionetchers with and without inductively coupled plasma，， (Journal of theElectrochemical Society,150, G155, 2003)的文章。
這些等離子體可以進一步包含在磁場中，以便特別通過MERIE (磁增強反應離子 刻蝕)設備避免反應器側壁的帶電種類的損耗。等離子體的密度可以選擇為低、中等或高(或者用HDP來表示高密度等離子體)。
實際上，鍵合的等離子體激活通常包括之前的化學清洗，例如RCA清洗(即被設計 為用于除去顆粒和碳氫化合物的SCl (NH4OH, H2O2，H2O)浸泡和被設計為除去金屬污染物的 SC2(HC1，H2O2，H2O)浸泡的組合)，然后表面暴露到等離子體幾秒至幾分鐘。還可以執行一次或多次等離子體暴露之后的清洗，例如在水中漂洗和/或SCl清 洗，以便特別除去暴露過程中引入的污染物，然后可選地執行離心干燥。但是，可以用除去 大部分污染物的洗滌器中的洗滌來代替這些清洗。對本領域技術人員而言，利用等離子體處理的鍵合表面的激活是公知的，因此出 于簡化的目的，不再詳細描述該過程。制備好表面11 la (在此被氧化物層114覆蓋)和表面120a之后，表面11 Ia和表面 120a被設置為緊密接觸，并對兩個晶片之一施加壓力從而起動接觸表面之間的鍵合波的傳 播(步驟S5，圖4C)。眾所周之，直接晶片鍵合或直接鍵合的原理是基于兩個表面之間的直接接觸，即 不使用特殊材料(粘合劑、蠟、釬焊材料等)。為了執行這樣的操作，需要鍵合表面足夠光 滑，即不存在顆粒或污染物，從而鍵合表面彼此足夠接近能夠起動接觸——通常要求小于 幾納米的分離距離。在這種情況下，兩個表面之間的吸引力很強足以出現直接鍵合，即由待 鍵合的兩個表面的原子或分子之間的范德瓦爾斯力引起的鍵合。根據本發明，執行鍵合增強退火之前，執行以下步驟至少部分修正第一晶片，即 除去位于第一晶片的周邊或邊緣上的延伸穿過第一晶片的全部或部分厚度的第一晶片的 環形部分(圖4D，步驟S6)。如圖4D所示，從第一晶片110的邊緣起在寬度Id上執行修整。對于直徑為100mm、 200mm和300mm的晶片，修整的寬度1 d通常在2mm至1 Omm之間，優選地在2mm至6mm之間。主要通過對第一晶片110的上側進行邊緣研磨來實現修整。可以利用砂輪或能夠 機械磨損材料層的任何其他工具來執行邊緣研磨。修整可以是“逐步的”，即在至少兩步中執行，執行的第一修整步驟非常接近晶片 的邊緣，執行的第二步驟距離第一晶片的邊緣較遠。此外，修整可以是“混合的”，即可以包括將第一晶片的邊緣限制性修整到預定深 度的一個或多個第一完全的機械步驟(研磨、磨蝕、拋光等)，然后是利用至少部分的非機 械方式執行的第二修整步驟，所述的非機械方式表示不僅僅依賴晶片上的機械磨擦的方 式，例如化學刻蝕(也稱為濕刻蝕)、反應離子刻蝕(也稱作等離子體刻蝕或干刻蝕)、或者 化學-機械拋光(CMP)。在逐步或混合修整的情況下，特別限制造成晶片邊緣的宏觀剝落和微觀剝落的加 熱和/或應力。在修整過程中，第一晶片110被除去深度Pd，所述深度Pd是從對應于鍵合界面的 參考面(在此是熱氧化物層114和第二晶片120的鍵合面120a之間的接觸面)定義的。 選擇深度Pd以便在第一晶片的邊緣除去第一晶片的全部或部分厚度。在此處給出的示例 中，選擇修整深度Pd，從而在第一晶片的邊緣，休整之后保留具有減小的厚度e的環形部分1110。根據本發明，局部修整之后形成的環形部分的厚度e小于或等于55 μ m,低于該厚度， 施加在晶片邊緣的剝離應力開始顯著減小。修整之后以及減薄第一晶片110之前，利用所謂的鍵合增強退火增強鍵合(步驟 S7)。在大約160°C的處理溫度下執行鍵合增強退火大約2小時。該退火減小環形外觀缺陷 (未轉移周邊區域)并防止減薄步驟過程中兩個晶片的分層。在鍵合增強退火過程中，通過將第一晶片110鍵合到第二晶片120而形成的組件 的片內溫度(boat-in temperature)優選地低于80°C，例如是50°C。當組件放入退火爐中 時，溫度斜線上升(ramp-up)，換言之，使爐溫從片內溫度上升到實際鍵合增強退火溫度的 溫度上升速率優選的是大約1°C /分鐘。控制片內溫度和溫度的斜線上升有利于減小退火 過程中施加到組件上的熱應力。制造異質結構的下一步驟是減薄第一晶片110，從而形成對應于所述第一晶片的 一部分的轉移層。首先通過研磨掉大部分支撐部分113來執行減薄(圖4E，步驟S8)。根據本發明， 利用所謂的“粗”砂輪210來執行研磨，“粗”砂輪是指輪的研磨表面或其活動研磨部分211 包括平均尺寸大于6. 7微米(或2000粒度，mesh)、優選地大于或等于15微米(或1000粒 度)、更有選地大于或等于31微米(或500粒度)的磨粒。磨粒特別可以是金剛石顆粒。 例如，Saint-Gobain出售的包括平均尺寸為6. 7微米(或2000粒度)的金剛石磨粒的參 考砂輪模型是FINE WHEEL STD-301017 :18BB-11-306_B65JP-5MM 11，100x1，197x9，002 MC17626169014113064 P0LISH#3JP1，^BX623D_5MM。Saint-Gobain 出售的包括平均尺寸 為44微米(或325粒度)的金剛石磨粒的參考砂輪模型是C0URSE WHEEL STD-223599 18BB-11-32B69S 11, 034X1-1/8X9, 001 MD15219669014111620 C0ARSE#3R7B69_l/8。在研磨過程中，兩個晶片的組件通過支撐襯底120的后側利用夾盤(chuck) 220被 固定，夾盤220包括用于通過例如吸取或靜電系統固定第二晶片120的板222。在研磨過程 中，夾盤220可以靜止，而輪210繞其軸212轉動。可選地，夾盤220可以也繞軸212轉動， 輪210轉動或不轉動。通過保持輪210的活動研磨表面211抵靠第一晶片110的暴露表面IlOb來執行 研磨。由于磨粒的大尺寸，可以有效地除去第一晶片Iio的材料，而輪210不必將過大的接 觸力FA施加到組件上，從而降低了兩個鍵合晶片將分層的風險。對于輪的表面或活動研磨 部分包括平均尺寸為6. 7微米(或2000粒度)的磨粒的輪而言，最大接觸力是大約222. 5 牛頓(50磅)。該最大接觸力隨著磨粒尺寸的增大而減小。例如，對于輪的表面或活動研磨 部分包括平均尺寸為44微米(或325粒度)的磨粒的輪而言，最大接觸力是大約133. 5牛 頓(30磅)在距離藍寶石支撐襯底的表面120a大約65 μ m處，研磨停止。在該減薄階段，即第二化學減薄步驟之前，可以執行研磨后退火(圖4F，步驟S9)， 從而增強鍵合并阻止第二減薄步驟中濕刻蝕劑滲入鍵合界面中。由于在研磨過程中使用粗 砂輪，支撐部分113的剩余部分113a具有引起裂紋出現的加工硬化表面(圖4F)。為了防 止出現裂紋，研磨后退火被限制在150°C至170°C之間的溫度。研磨后退火執行的時間是30 分鐘至4小時之間。通過剩余部分113a的刻蝕(圖4G，步驟S10)來繼續減薄初始襯底。可以通過也被稱為濕刻蝕的化學刻蝕(例如通過TMAH(四甲基氫氧化銨)濕刻蝕)來除去這一部分。還可以通過也被稱為等離子體刻蝕或干刻蝕的反應離子刻蝕除去剩余部分113a。 該刻蝕技術對于本領域技術人員是公知的。已知反應離子刻蝕是既涉及離子碰撞又涉及電 離氣體與待刻蝕的晶片表面或待刻蝕的層的化學反應的物理-化學刻蝕。氣體的原子與層 或晶片的原子反應，從而形成被排氣設備除去的揮發性新種類。氧化物層112作為刻蝕停止層。刻蝕之后，可以例如通過HF還原除去層112(圖 4H，步驟Sll)，從而留下對應于至少一部分硅層111的轉移層115。但是，如果需要，可以保 留氧化物層112。下面將參考圖6A至61以及圖7描述本發明的方法的另一種實施方式，該實施方 式與以上參考圖4A至4H以及圖5描述的實施方式的不同之處在于，第一晶片的修整以及 鍵合增強退火均在兩個步驟中執行。如上所述，使用包括SOI結構的第一晶片210和第二藍寶石晶片320 (圖6A)，其中 SOI結構包括也由硅制成的支撐部分313上的硅層311，埋入氧化物層312設置在層311和 支撐部分313之間(圖6B)。鍵合晶片之前，可以制備(步驟S20)并利用等離子體處理激活(步驟S21)第二 晶片320的鍵合表面320a，而第一晶片310的硅層311的表面311a可以被熱氧化物層314 覆蓋(圖6B，步驟S2》并通過等離子體處理被激活(步驟S2!3)，在與以上描述的條件相同 的條件下執行這些處理。然后，通過使表面311a (在此被氧化物層314覆蓋)與表面320a緊密接觸并通過 對兩個晶片之一施加壓力從而起動接觸表面之間的鍵合波的傳播來鍵合第一晶片310和 第二晶片320 (圖6C，步驟S24)。使用第一修整步驟開始修整，該第一修整步驟在第一晶片310中的寬度Id以 及深度Pd1上執行，從而修整之后在第一晶片的邊緣保留具有減小的厚度ei的環形部分 3110 (圖6D，步驟S2Q。第一修整之后形成的環形部分的厚度ei優選地小于或等于50 μ m, 低于該厚度，施加到晶片邊緣處的剝離應力開始顯著減小。在第一修整步驟之后，執行第一鍵合增強退火步驟(S26)。由于第一晶片310的修 整還沒有完成，因此在適當的溫度下執行該第一鍵合增強退火。第一退火的溫度取決于第 一修整步驟之后保留的環形部分3110的厚度ei。該厚度越小，退火溫度可以越高。可以在 180°C至200°C之間的溫度、在30分鐘至4小時之間的時間內執行第一退火步驟。然后使用第二修整步驟來完成第一晶片310的修整，該第二修整步驟被執行到第 一晶片310中的深度Pd2,以便將環形部分3110的厚度進一步減小到第二厚度圖6E，步 驟S27)。由于第一晶片和第二晶片之間的鍵合界面已經被第一鍵合增強退火所增強，因此 第二修整步驟可以執行到大厚度Pd2，而沒有破壞組件的風險。特別地，第二修整步驟之后， 環形部分3110的厚度％可以小于或等于45 μ m,或者甚至等于零。然后執行第二鍵合增強退火步驟(S^)。可以在高于第一退火的溫度下執行第二 退火步驟，因為通過第二修整步驟已經顯著減小了晶片邊緣處的剝離應力。可以在200°C至 250°C之間的溫度、在30分鐘至4小時之間的時間內執行第二退火步驟。可以通過連續機械修整、逐步修整或混合修整來執行第一和第二修整步驟。然后，減薄第一晶片310從而形成對應于所述第一晶片的一部分的轉移層。首先通過研磨掉大部分的支撐部分313來執行減薄(圖6F，步驟S29)。與上述方式相同，利用 所謂的“粗”砂輪410執行研磨，“粗”砂輪是指輪的研磨表面或其活動研磨部分411包括平 均尺寸大于6. 7微米(或2000粒度)、優選地大于或等于15微米(或1000粒度)、更優選 地大于或等于31微米(或500粒度)的磨粒。兩個晶片的組件通過支撐襯底320的后側 利用夾盤420被固定，夾盤420包括用于通過例如吸取或靜電系統固定第二晶片320的板 422。在研磨過程中，夾盤420可以靜止，而輪410繞其軸412轉動。可選地，夾盤420可以 也繞軸412轉動，輪410轉動或不轉動。由于磨粒的大尺寸，可以有效地除去第一晶片310的材料，而輪410不必將過大的 接觸力Fa施加到組件上，從而降低了兩個鍵合晶片將分層的風險。在距離藍寶石支撐襯底 的表面320a大約120 μ m處，研磨停止。在第二化學減薄步驟之前，可以執行研磨后退火(圖6G，步驟S30)，從而增強鍵合 并阻止第二減薄步驟中濕刻蝕劑滲入鍵合界面中。由于在研磨過程中使用粗砂輪，支撐部 分313的剩余部分313a具有引起裂紋出現的加工硬化表面(圖6G)。為了防止出現裂紋， 研磨后退火被限制在150°C至170°C之間的溫度。研磨后退火執行的時間是30分鐘至4小 時之間。通過剩余部分313a的刻蝕(圖6H，步驟S31)來繼續減薄初始襯底。可以通過也 被稱為濕刻蝕的化學刻蝕(例如通過TMAH(四甲基氫氧化銨)濕刻蝕)來除去這一部分。 還可以通過反應離子刻蝕來除去剩余部分313a。氧化物層312作為刻蝕停止層。刻蝕之后，可以例如通過HF還原除去層312(圖 61，步驟S32)，從而留下對應于至少一部分硅層311的轉移層315。但是，如果需要，可以保 留氧化物層312。當不能直接地在一步中達到理想的修整深度時，本發明的方法的實施方式特別有 利，而且沒有損壞組件的風險。特別地，該實施方式能夠避免剝落問題，在具有弱鍵合界面 的組件的深修整過程中，剝落導致在晶片周邊附近的某些區域中一個或兩個晶片分層，這 被稱為“宏觀剝落(macro peel-off) ”。
權利要求
1.一種制造異質結構的方法，包括將第一晶片(110)鍵合到第二晶片(120)的步驟，其 中第一晶片(110)的熱膨脹系數低于第二晶片(120)的熱膨脹系數，以及至少一個鍵合增 強退火步驟，其特征在于，所述方法包括在鍵合步驟之后以及所述至少一個鍵合增強退火 步驟之前的，至少部分地修整第一晶片(110)的至少一個修整步驟。
2.根據權利要求1所述的制造異質結構的方法，其特征在于，所述至少一個修整步驟 之后，第一晶片(110)在其修整部分(1110)中的厚度小于或等于55 μ m。
3.根據權利要求1或2所述的制造異質結構的方法，其特征在于，在大約160°C的溫度 下執行所述至少一個鍵合增強退火步驟大約2小時的時間。
4.根據權利要求1所述的制造異質結構的方法，其特征在于，所述方法包括第一鍵合 增強退火步驟和第二鍵合增強退火步驟以及至少部分地修整第一晶片的第一修整步驟和 第二修整步驟，并且第一修整步驟在所述第一退火步驟之后和所述第二退火步驟之前執 行，而第二修整步驟在所述第二退火步驟之后執行。
5.根據權利要求4所述的制造異質結構的方法，其特征在于，在高于第一鍵合增強退 火步驟的溫度下執行第二鍵合增強退火步驟。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的制造異質結構的方法，其特征在于，第一晶片 (110)是硅或SOI襯底。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的制造異質結構的方法，其特征在于，第二晶片 (120)是藍寶石襯底。
8.根據權利要求7所述的制造異質結構的方法，其特征在于，所述方法進一步包括一 個或多個鍵合增強退火步驟之后的減薄第一晶片(110)的步驟，其中通過研磨然后通過刻 蝕第一晶片來執行所述減薄。
9.根據權利要求8所述的制造異質結構的方法，其特征在于，利用輪執行研磨，輪的工 作表面包括平均尺寸大于6. 7微米的磨粒。
10.根據權利要求1至9中任一項所述的制造異質結構的方法，其特征在于，在一個或 多個鍵合增強退火過程中，異質結構的片內溫度低于80°C。
11.根據權利要求1至9中任一項所述的制造異質結構的方法，其特征在于，在一個或 多個鍵合增強退火過程中，溫度的斜線上升為大約1°C /分鐘。
12.根據權利要求1至11中任一項所述的制造異質結構的方法，其特征在于，所述方法 包括在鍵合兩個晶片(110，120)之前在第一晶片(110)的鍵合表面上形成氧化物層(114)。
13.根據權利要求1至12中任一項所述的制造異質結構的方法，其特征在于，所述方法 包括在鍵合兩個晶片(110，120)之前的激活兩個晶片的至少其中之一的鍵合表面的步驟。
14.根據權利要求9至13中任一項所述的制造異質結構的方法，其特征在于，在研磨過 程中，第一晶片上的輪的接觸力不大于222. 5牛頓。
全文摘要
本發明涉及一種制造具有最小應力的異質結構的方法，包括將第一晶片(110)鍵合到第二晶片(120)的步驟(S5)，其中第一晶片(110)的熱膨脹系數低于第二晶片(120)的熱膨脹系數，以及至少一個鍵合增強退火步驟(S7)。所述方法的特征特別在于，所述方法包括在鍵合步驟(S5)之后以及所述鍵合增強退火步驟(S7)之前，至少部分地修整第一晶片(110)的至少一個修整步驟(S6)。
文檔編號H01L21/02GK102110591SQ201010560549
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月23日 優先權日2009年12月23日
發明者A·沃夫爾達奇 申請人:S.O.I.Tec絕緣體上硅技術公司