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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Herstellung mehrschichtiger
Scheiben, und im Besonderen trennbarer oder zerlegbarer mehrschichtiger
Scheiben, insbesondere für die Herstellung von Wafern oder
feinen (Mikro-)Bauelementen.
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Auf
dem Gebiet der Nanotechnologie, insbesondere der Mikroelektronik,
der Leistungselektronik, der Optoelektronik und der MEMS-Bauelemente,
ist der Einsatz von an einer isolierenden SOI-Schicht angefügten
Siliziumscheiben und insbesondere von zerlegbaren Strukturen bekannt,
die eine isolierende Schicht zwischen einem auf Silizium basierenden Substrat
und einem auf Silizium basierenden Superstrat aufweisen. Derartige
zerlegbare Strukturen sind in der
FR-A-2 860 249 beschrieben.
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Die
vorliegende Erfindung bezweckt Herstellungsverfahren und Strukturen
zu schaffen, die sich von den gegenwärtig bekannten deutlich
unterscheiden.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht vor allem darin ein Verfahren
zur Herstellung einer scheibenförmigen Struktur zu schaffen,
die mindestens ein Substrat, ein Superstrat und wenigstens eine
zwischen dem Substrat und dem Superstrat eingefügte Zwischenschicht
enthält.
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Erfindungsgemäß gehören
zu dem Verfahren die Schritte:
Ausbilden wenigstens einer Zwischenschicht
auf einem Substrat, wobei die Zwischenschicht mindestens ein Basismaterial enthält,
in dem als Störstellen bezeichnete Atome oder Moleküle
verteilt sind, die sich von den Atomen oder Molekülen des
Basismaterials unterscheiden, um eine Substruktur zu bilden;
Anwenden
einer Basiswärmebehandlung auf diese Substruktur, so dass
die Anwesenheit der ausgewählten Störstellenatomen
oder -molekülen in dem ausgewählten Basismaterial
in dem Temperaturbereich dieser Wärmebehandlung eine strukturelle
Umwandlung oder Veränderung der Zwischenschicht hervorruft;
und
Aufbringen eines Substrats an der wärmebehandelten Zwischenschicht,
um die scheibenförmige Struktur zu erhalten.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhafterweise
den Schritt beinhalten Anwenden einer zusätzlichen Wärmebehandlung
auf die Struktur, wobei eine Verfestigung der Verbindung zwischen dem
Superstrat und der Zwischenschicht und/oder eine zusätzliche
strukturelle Umwandlung oder Veränderung der Zwischenschicht
hervorgerufen wird.
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Erfindungsgemäß bewirken
die Wärmebehandlung und/oder die zusätzliche Wärmebehandlung
vorzugsweise eine mechanische Zerlegung, d. h. eine auf einem speziellen
mechanischen Arbeitsschritt basierende Zerlegung, und/oder eine
chemische Zerlegung, d. h. eine auf einem speziellen chemischen
Arbeitsschritt basierende Zerlegung, und/oder eine thermische Zerlegung,
d. h. eine auf einer speziellen Wärmebehandlung basierende
Zerlegung, der Zwischenschicht.
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Erfindungsgemäß ruft
die Wärmebehandlung der Zwischenschicht vorzugsweise die
Bildung von Mikroblasen oder Mikrohohlräumen in dieser Schicht
hervor.
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Gemäß einer
Abwandlung der Erfindung basieren das Substrat und/oder das Superstrat
auf einkristallinem Silizium, und die Zwischenschicht basiert auf
dotiertem Siliziumdioxid.
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Gemäß einer
bevorzugten Abwandlung der Erfindung, basieren das Substrat und/oder
das Superstrat auf Silizium, auf einem Halbleiterwerkstoff der Klasse
III-5, auf Siliziumkarbid (SiC) oder auf Galliumnitrid (GaN).
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Gemäß einer
bevorzugten Abwandlung der Erfindung ist das Basismaterial der Zwischenschicht Silizium,
und die Störstellenatome dieser Schicht sind Phosphor-
oder Boratome, die auf diese Weise eine Zwischenschicht aus Phosphorsilikatglas
(PSG) oder aus Bor-Phosphorsilikatglas (BPSG) bilden.
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Erfindungsgemäß kann
der Phosphoranteil vorteilhafterweise zwischen 6 und 14% betragen, ohne
jedoch auf diese spezielle Wahl beschränkt zu sein.
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Erfindungsgemäß beträgt
der Boranteil vorzugsweise zwischen 0 und 4%, ohne jedoch auf diese
spezielle Wahl beschränkt zu sein.
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Erfindungsgemäß wird
die Wärmebehandlung vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 400°C
und 1200°C, vorzugsweise zwischen 900°C und 1200°C,
durchgeführt.
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Zu
dem erfindungsgemäßen Verfahren kann vorteilhafterweise
den Schritt gehören: Anbringen des Superstrats an der Zwischenschicht
mittels Haftung aufgrund molekularer Adhäsion.
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Erfindungsgemäß weist
das Substrat und/oder das Superstrat vorzugsweise jeweils auf der
der Zwischenschicht zugewandten Seite eine Schicht aus thermischem
Siliziumoxid oder eine beliebige sonstige Schutzschicht auf, die
vorzugsweise dazu dient, die Diffusion von Atomen zwischen der Zwischenschicht
und dem Substrat und/oder dem Superstrat zu verhindern oder zu reduzieren.
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Erfindungsgemäß basieren
wenigstens einige der Mikrobla sen oder Mikrohohlräume auf
offenen Hohlräumen und bilden zumindest für einige
derselben Kanäle.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhafterweise
einen zusätzlichen Schritt einer Reduzierung der Dicke
des Superstrats und/oder des Substrats beinhalten.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhafterweise
einen möglicherweise in mehreren Phasen durchzuführenden
zusätzlichen Schritt der vollständigen oder partiellen
Herstellung von Bauelementen oder integrierten Schaltkreisen auf
dem Superstrat und/oder auf dem Substrat beinhalten.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhafterweise
einen zusätzlichen Schritt der Ausbildung von Nuten und/oder
von Schnitten quer durch das Superstrat und/oder das Substrat beinhalten.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren
zur Trennung des Substrats von dem Superstrat der Struktur zu schaffen.
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Erfindungsgemäß kann
dieses Verfahren zur Trennung vorteilhafterweise den Schritt beinhalten, Kräfte
zwischen dem Substrat und dem Superstrat auszuüben, um
den Bruch in der zwischen dem Substrat und dem Superstrat angeordneten
Zwischenschicht zu bewirken.
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Erfindungsgemäß kann
das Verfahren zur Trennung vorteilhafterweise den Schritt beinhalten: chemisches Ätzen
der Zwischenschicht, um zumindest teilweise die Entfernung dieser
Zwischenschicht zwischen dem Substrat und dem Superstrat zu erreichen.
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Erfindungsgemäß kann
das Verfahren zur Trennung vorteilhafterweise den Schritt beinhalten: Anwendung
einer Wärmebe handlung, die eine Zerlegung der Zwischenschicht
induziert, um den Bruch der Zwischenschicht zwischen dem Substrat
und dem Superstrat hervorzurufen.
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Erfindungsgemäß kann
das Verfahren zur Trennung vorteilhafterweise den Schritt beinhalten, wenigstens
zwei der oben erwähnten Effekte, d. h. insbesondere die
Ausübung von Kräften zwischen dem Substrat und
dem Superstrat, und/oder das chemische Ätzen der Zwischenschicht
und/oder die Anwendung einer Wärmebehandlung auf die Zwischenschicht,
zu kombinieren.
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Weiter
ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Verfahren zur Herstellung
zerlegbarer Strukturen mit Blick auf die Herstellung integrierter Schaltkreise
der elektronischen und/oder optoelektronischen und/oder der MEMS-Bauart,
jedoch ohne Beschränkung auf die oben erwähnten
Werkstoffe, zu nutzen.
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Die
vorliegende Erfindung wird nach dem Lesen der Beschreibung von Strukturen
und Verfahren zur Herstellung derartiger Strukturen verständlicher, die
als nicht beschränkende Beispiele beschrieben und anhand
der Zeichnungen veranschaulicht sind:
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1 zeigt
einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Substruktur
in einem Ausgangszustand;
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2 veranschaulicht
einen Querschnitt der Substruktur nach 1 in einer
späteren Herstellungsphase;
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3 zeigt
einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Struktur;
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4 veranschaulicht
einen Schnitt der Struktur nach 3 in einer
späteren Herstellungsphase;
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5 zeigt
einen Schnitt der Struktur nach 4 in einer
späteren Herstellungsphase;
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6 zeigt
eine Draufsicht auf die Struktur nach 5;
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7 zeigt
einen Schnitt der Struktur nach 5 in einer
späteren Herstellungsphase;
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8 zeigt
einen Schnitt der Struktur nach 3 in einer
weiteren späteren Herstellungsphase; und
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9 zeigt
eine Draufsicht der Struktur nach 8.
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Mit
Bezug auf 1 bis 3 werden
zunächst die unterschiedliche grundsätzlichen
Arbeitsschritte der Herstellung einer komplexen scheibenförmigen
Struktur 1 beschrieben, die beispielsweise einen Durchmesser
von ca. 200 Millimeter aufweist.
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Wie
in 1 gezeigt, wird gemäß einem
ersten Schritt eine Substruktur 2 hergestellt, die ein scheibenförmiges
Substrat 3 und eine auf einer Fläche 3a dieses
Substrats angeordnete Zwischenschicht 4 enthält.
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Wie
in 2 gezeigt, wird die Substruktur 2 gemäß einem
zweiten Schritt, beispielsweise in einem Ofen, einer Wärmebehandlung
unterzogen. Dieser Schritt dient dazu, eine strukturelle Umwandlung oder
Veränderung der Zwischenschicht 4 hervorzurufen.
Diese Veränderung bewirkt vorzugsweise eine mechanische
und/oder chemische und/oder thermische Zerlegung der Zwischenschicht 4.
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Wie
in 3 gezeigt, wird gemäß einem
dritten Schritt auf der Zwischenschicht 4 die Stirnseite 5a eines
scheibenförmigen Superstrats 5 angebracht.
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Es
ergibt sich dann die zusammengefügte Struktur 1.
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Vorzugsweise
wird die Struktur 1 in einem vierten Schritt, beispielsweise
in einem Ofen, einer zusätzlichen Wärmebehandlung
unterzogen. Dieser Schritt kann vorteilhafterweise dazu dienen,
eine Verfestigung der Verbindung zwischen der Stirnseite 5a des
Superstrats 5 und der Zwischenschicht 4 und/oder
möglicherweise eine zusätzliche strukturelle Veränderung
dieser Zwischenschicht 4 zu bewirken.
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Im
Allgemeinen basiert die Zwischenschicht 4 auf wenigstens
einem Basismaterial, in dem als Störstellen bezeichnete
Atome oder Moleküle verteilt sind, die sich von den Atomen
oder Molekülen des Basismaterials unterscheiden, und sie
weist eine Zusammensetzung auf, die so gestaltet ist, dass eine vorzugsweise
irreversible strukturelle Veränderung dieser Zwischenschicht
stattfindet, wenn die Substruktur 2 einer angemessenen
Wärmebehandlung unterzogen wird.
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Diese
strukturelle Veränderung ruft vorzugsweise eine mechanische
und/oder chemische und/oder thermische Zerlegung der Zwischenschicht 4 hervor.
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Gemäß dem
oben erwähnten ersten Schritt kann die Substruktur 2 vorteilhafterweise
folgendermaßen mittels der folgenden Behandlungen hergestellt
werden.
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Das
Substrat 3 kann auf einer einkristallinen Siliziumscheibe
basieren, deren Dicke einige hundert Mikrometer, beispielsweise
zwischen 500 und 1000 Mikrometer, betragen kann.
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Ausgehend
von einem derartigen Substrat 3 wird vorzugsweise eine
Oxidation dieses Substrats durchgeführt, um auf der Stirnseite 3a einen
Film 6 aus thermischem Siliziumoxid zu erhalten, wobei
dieser Film 6 in einem Oxidationsofen bei einer Temperatur
zwischen 900°C und 1100°C erzeugt werden kann, um
anschließend eine Dicke im Bereich zwischen 0,5 und 3 μm
aufweisen zu können. Die Schicht 6 könnte
jedoch auch auf Siliziumnitrid oder auf Siliziumoxinitrid basieren.
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Optional
können Zwischenbehandlungen durchgeführt werden,
insbesondere können an der gewonnenen Oberfläche
vorteilhafterweise ein chemischer Reinigungsschritt RCA und ein
mechanisch-chemischer Polierschritt (CRP) durchgeführt werden.
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Anschließend
wird auf der oxidierten Oberfläche 3a des Substrats 3 eine
Siliziumoxidschicht durch Abscheiden erzeugt, die einen hohen Prozentsatz
an Phosphor und/oder an Bor enthält bzw. damit dotiert
ist, um die Zwischenschicht 4 zu erhalten, die auf einem
Phosphorsilikatglas-(PSG)- oder Bor-Phosphorsilikatglas-(BPSG)-Material
basiert.
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Beispielsweise
kann der Prozentsatz an Phosphor in dem die Zwischenschicht 4 bildenden Material
zwischen 6 und 14% liegen und/oder der Prozentsatz an Bor in dieser
Schicht kann zwischen 0 und 4% liegen. Eine derartige Abscheidung
kann gemäß bekannten Techniken in Abscheidungseinrichtungen
der Bauart CVD, LPCVD oder PECVD erzeugt werden. Die auf diese Weise
geschaffene Zwischenschicht 4 kann eine Dicke zwischen
1 und 10 μm aufweisen.
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Im
Besonderen kann in einer Abscheidungseinrichtung der Bauart PECVD
bei 400°C eine Abscheidung von Phosphorsilikatglas (PSG)
mit 6,5% Phosphor erzeugt werden, um eine Zwischenschicht 4 zu
erhalten, die eine Dicke im Bereich von 1,5 μm aufweist.
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Gemäß dem
oben erwähnten zweiten Schritt wird die besagte Substruktur 2 in
einem Ofen, beispielsweise bei einer Temperatur zwischen 400°C und
1200°C, vorzugsweise zwischen 900°C und 1200°C,
einer Wärmebehandlung unterzogen.
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Im
Besonderen kann die Wärmebehandlung bei einer Temperatur
im Bereich von 950°C für zwei Stunden und in einer
Atmosphäre von Argon und Sauerstoff oder Stickstoff durchgeführt
werden.
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Unter
Berücksichtigung der im Vorausgehenden erwähnten
ausgewählten Materialien schwächt eine derartige
in dem ausgewählten Temperaturbereich durchgeführte
Wärmebehandlung die Zwischenschicht 4, indem sie
im Allgemeinen irreversibel die Entstehung einer Mikroblasen oder
Mikrohohlräume 7 aufweisenden Gasphase in dieser
Zwischenschicht 4 hervorruft und damit einhergehend eine
Steigerung deren Dicke bewirkt. Vorzugsweise durchläuft
die Zwischenschicht 4 somit eine strukturelle Veränderung
und/oder wird schwammartig oder porös.
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Die
Menge und das Volumen der Mikroblasen oder Mikrohohlräume 7 hängen
von der Zusammensetzung der Zwischenschicht 4 und den Bedingungen
der an der Substruktur 2 durchgeführten Wärmebehandlung
ab.
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Die
erzeugten Mikroblasen oder Mikrohohlräume 7 können
ein Volumen aufweisen, so dass sie auf der der Stirnseite 3a des
Substrats 3 zugewandten Seite und/oder auf der der Außenfläche
der Zwischenschicht 4 zugewandten Seite offen sind. Die
Mikroblasen oder Mikrohohlräume 7 können
darüber hinaus möglicherweise untereinander Durchgänge
aufweisen, um Kanäle zu bilden, die insbesondere an den
Außenkanten der Zwischenschicht 4 offen sind.
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Der
auf thermischem Oxid basierende Film 6 kann vorteilhafterweise
eine Barriere bilden, die es ermöglicht, die Diffusion
von Stoffen, in dem Ausführungsbeispiel Phosphor und/oder
Bor, zwischen dem Substrat 3 und der Zwischenschicht 4 zu
verhindern.
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Nach
Abschluss des oben erwähnten zweiten Schritts kann vorteilhaft
die Oberfläche der Zwischenschicht 4 einem chemischen
Reinigungsschritt, beispielsweise einer an sich bekannten chemischen RCA-Reinigung
unterzogen werden. Schließlich kann vorteilhafterweise
die Oberfläche der Zwischenschicht 4 vor oder
nach diesem Reinigungsschritt einem mechanisch-chemischen Polierschritt
(CMP) unterzogen werden. Es wäre außerdem möglich, eine
zusätzliche Schicht anzufügen. Diese Arbeitsgänge
dienen insbesondere dazu, die weiter unten erläuterte,
auf molekularer Adhäsion basierende Haftung zu fördern.
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Gemäß dem
oben erwähnten dritten Schritt kann die Struktur 1 folgendermaßen
mittels der folgenden Behandlungen hergestellt werden.
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Das
Superstrat 5 kann auf einer einkristallinen Siliziumscheibe
basieren, deren Dicke einige hundert Mikrometer, beispielsweise
zwischen 500 und 1000 Mikrometer betragen kann.
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Ausgehend
von einem derartigen Superstrat 5 wird vorzugsweise eine
Oxidation durchgeführt, um auf der Stirnseite 5a einen
Film 8 aus thermischem Siliziumoxid zu erhalten, wobei
dieser Film 8 in einem Oxidationsofen bei einer Temperatur
zwischen 950°C und 1100°C erzeugt werden kann
und eine Dicke im Bereich zwischen 0,5 und 3 μm aufweisen
kann. Die Schicht 6 könnte jedoch auch auf Siliziumnitrid
oder auf Siliziumoxinitrid basieren.
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Optional
können vorteilhafterweise ein chemischer RCA-Reinigungsschritt
und ein mechanisch-chemischer Polierschritt (CMP) an der erhaltenen
Fläche 5a durchgeführt werden.
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Daran
anschließend werden die Substruktur 2 und das
Superstrat 5 zusammengefügt, indem die oxidierte
Oberfläche 5a des Superstrats 5 mit der Zwischenschicht 4 in
Berührung gebracht wird, so dass eine Haftung aufgrund
molekularer Adhäsi on erreicht wird. Es könnten
auch andere Klebetechniken eingesetzt werden, beispielsweise durch
anodisches Kleben oder Einfügen einer Klebstoffzwischenschicht.
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Gemäß dem
oben erwähnten optionalen vierten Schritt kann die zusammengefügte
Struktur 1 vorteilhafterweise einer zusätzlichen
Wärmebehandlung in einem Ofen unterzogen werden. Diese
zusätzliche Wärmebehandlung kann beispielsweise
bei einer Temperatur zwischen 200°C und 1200°C
erfolgen.
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Insbesondere
kann die Wärmebehandlung bei einer ausgewählten
Temperatur für zwei Stunden und in einer Atmosphäre
von Argon und Sauerstoff oder Stickstoff ausgeführt werden.
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Diese
zusätzliche Wärmebehandlung kann insbesondere
dazu dienen, die Bindungsenergie der Klebeverbindung der auf diese
Weise zusammengefügten Struktur 1 zu erhöhen,
und sie beinhaltet eine verfestigende Wärmebehandlung.
Diese zusätzliche Wärmebehandlung kann möglicherweise
eine weitere Veränderung der Zwischenschicht 4 bewirken.
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Der
auf thermischem Oxid basierende Film 8 kann vorteilhafterweise
eine Barriere bilden, die es ermöglicht, die Diffusion
von Stoffen, in dem Ausführungsbeispiel sind dies Phosphor
und/oder Bor, zwischen dem Substrat 3 und der Zwischenschicht 4 und dem
Substrat 5 und/oder zwischen der Zwischenschicht 4 und
dem Superstrat 5 zu verhindern.
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Nach
diesem Schritt entsteht schließlich eine Struktur 1,
die aus einem auf Silizium basierenden Substrat 2 und einem
auf Silizium basierenden Superstrat 3 aufgebaut ist, die
durch eine aus einem elektrisch isolierenden Material bestehende
Zwischenschicht 4 getrennt sind.
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Die
Struktur 1 weist die folgenden Vorteile auf.
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Die
Zwischenschicht 4 ist zerbrechlich, jedoch ausreichend
robust, und die Grenzflächenverbindungen zwischen der Zwischenschicht 4 und
dem Substrat 3 einerseits und dem Superstrat 5 andererseits
sind ausreichend robust, um an der Struktur 1 üblicherweise
in der Mikroelektronik eingesetzten Verfahren mechanische und/oder
chemische und/oder elektro-mechanische und/oder elektro-chemische
und/oder mechanisch-chemische und/oder thermische Nachbehandlungsschritte
durchzuführen, jedoch ohne die Zwischenschicht 4 und
die Grenzflächenverbindungen übermäßig
abzubauen.
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Die
Oxidfilme 6 und 8 bilden Barrieren, die es erlauben,
die Diffusion von Stoffen, in dem Ausführungsbeispiel Phosphor
und/oder Bor, zwischen der Zwischenschicht 4 und einerseits
dem Substrat 3 und andererseits dem Superstrat 5 während
der Ausführung von Nachbehandlungsschritten zu verhindern.
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Gemäß einer
Abwandlung kann das Substrat 3 als Träger angesehen
werden, und es können Nachbehandlungsschritte an dem Superstrat 5 ausgeführt
werden. Gemäß einer weiteren Abwandlung kann das
Superstrat 5 als Träger angesehen werden, und
es können Nachbehandlungsschritte an dem Substrat 3 ausgeführt
werden. Diese beiden Abwandlungen könnten auch kombiniert
werden.
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Um
schließlich eine Nachbehandlung eines bearbeiteten dünnen
Superstrats durchzuführen, das beispielsweise eine Dicke
zwischen einem Bruchteil eines Mikrometers und einigen Dutzend Mikrometern aufweist,
ist es möglich, ein feines Superstrat 5 auf der
Zwischenschicht 4 anzubringen, oder es kann ein dickes
Superstrat 5 angebracht werden und dessen Dicke, wie in 4 dargestellt,
reduziert werden. Eine solche Verringerung der Dicke kann durch
bekannte Techniken wie Schleifen, chemisches Ätzen, oder
mechanisch-chemisches Polieren erzielt werden und sie kann auch
durch eine spangebende Technik erreicht werden, beispielsweise mittels
eines Verfahrens, das gegenwärtig in der Industrie als SMART-CUT-Verfahren
bekannt ist.
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An
dem Superstrat 5 könnte auch ein Arbeitsschritt
des Biegens durchgeführt werden, um Kanten guter Qualität
zu erhalten.
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Die
Struktur 1 kann genutzt werden, um auf dem auf Silizium
basierenden Superstrat 5 als solchem, oder nachdem dessen
Dicke reduziert ist, integrierte Schaltkreise der elektronischen
und/oder optoelektronischen und/oder der MEMS-Bauart auszubilden.
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Nachdem
beispielsweise derartige Schaltkreise hergestellt sind, kann die
Trennung des behandelten Superstrats 5 durchgeführt
werden.
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Zu
diesem Zweck können durch ein beliebiges bekanntes Mittel,
beispielsweise durch Einführen einer scharfen Klinge zwischen
das Substrat 3 und das Superstrat 5, oder durch
einen Hochdruckwasserstrahl Kräfte zwischen dem Substrat 3 und
dem Superstrat 5 ausgeübt werden, und auf diese
Weise der mechanische Bruch in der Zwischenschicht 4 bewirkt
werden, wobei dieser Bruch durch die Anwesenheit der Mikroblasen
oder Mikrohohlräumen 7 in der Zwischenschicht 4 gefördert
wird.
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Die
Zwischenschicht 4 kann ferner, ausgehend von ihren Rändern,
in einem Bad einem chemischen Ätzschritt unterzogen werden,
beispielsweise mittels einer Lösung auf der Basis von Fluorwasserstoffsäure,
die infolge der Anwesenheit der Mikroblasen oder Mikrohohlräume 7 mühelos
zwischen das Substrat 3 und das Superstrat 5 eindringen
kann. Um dieses chemische Ätzen zu erleichtern, könnten
zuvor an unterschiedlichen Stellen in dem Substrat und/oder in dem
Superstrat Öffnungen ausgebildet werden, die die Zwischenschicht 4 erreichen.
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Weiter
kann die Trennung des Superstrats 5 durch eine Kombination
eines mechanischen Brechens und eines chemischen Ätzens
sowie möglicherweise einer thermischen Behandlung der Zwischenschicht 4 erreicht
werden.
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Mit
Bezug auf 5, 6 und 7 wird im
Folgenden eine spezielle Weise der Trennung des Substrats 3 von
dem Superstrat 5 beschrieben.
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Wie
in 5 und 6 veranschaulicht, lassen sich
auf dem Superstrat 5, sei dieses fein oder dickereduziert,
durch beliebige bekannte Verfahren Bauelemente oder Schaltkreise 9 verwirklichen,
die gemäß einer beispielsweise quadratischen Raster und
beabstandet angeordnet sind. Daran anschließend können,
beispielsweise durch angemessenes chemisches Ätzen in zwei
senkrechten Richtungen Nuten oder hindurchgehende Schnitte 10 ausgebildet
werden, die die Oxidschicht 8 erreichen und es erlauben
Chips 11 abzugrenzen, die die Bauelemente oder Schaltkreise 9 bilden.
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Anschließend
kann die in dieser Weise behandelte Struktur 1, wie in 7 dargestellt,
zur Ätzung der Zwischenschicht 4 und der Oxidschicht 8 in ein
geeignetes chemisches Bad getaucht werden, so dass sich die unterschiedlichen
Chips 11, die die unterschiedliche Bauelementen oder Schaltkreise 9 enthalten,
trennen oder vereinzeln. Dieses chemische Ätzen wird durch
die vorhandenen Nuten 10 gefördert.
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Mit
Bezug auf 8 und 9 wird im
Folgenden ein weiters spezielles Verfahren zur Trennung des Substrats 3 von
dem Superstrat 5 beschrieben.
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Quer
durch das Superstrat 5, sei dieses fein oder dickereduziert,
können Durchgangsöffnungen 12 ausgebildet
werden, die die Oxidschicht 8 erreichen, wobei diese Öffnungen
in Bezug zueinander beliebig angeordnet sein können. In
einer Ab wandlung können die Öffnungen 12 rechteckig
sein und längs senkrechter Linien angeordnet sein, um teilweise
Volumina zu begrenzen, die gemäß einem quadratischen
Raster angeordnet sind.
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Anschließend
kann die in dieser Weise behandelte Struktur 1 wie in dem
Beispiel nach 7 zur Ätzung der Zwischenschicht 4 in
ein chemisches Bad getaucht werden, so dass sich das Superstrat 5 ablöst
und eine durchbrochene Scheibe bildet. Dieses chemische Ätzen
wird durch die Anwesenheit der Öffnungen 12 gefördert.
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Selbstverständlich
kann das Substrat 3, wiederverwendet werden, um als Träger
für ein neues Superstrat 5 zu dienen.
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In
einer weiteren Abwandlung könnte die Ausbildung von Nuten, Öffnungen
und Schnitten auch die Oxidschicht 8 durchqueren und die
Zwischenschicht 4 erreichen.
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Die
Erfindung ist insbesondere zur Herstellung zerlegbarer Strukturen
geeignet, deren Substrat und/oder Superstrat nicht nur unter den
zuvor erwähnten, sondern insbesondere auch aus der Gruppe
ausgewählt werden kann, die Silizium, Halbleiterwerkstoffe
der Klasse III-5, Siliziumkarbid (SiC) oder Galliumnitrid (GaN)
enthält.
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Selbstverständlich
sind die Begriffe "Substrat" und "Superstrat" in dem gesamten vorangehenden
Text und in den beigefügten Ansprüchen äquivalent
und können untereinander ausgetauscht werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt. Vielfältige Abwandlungen der Verwirklichung
sind möglich, ohne den in den beigefügten Ansprüchen
definierten Schutzbereich zu verlassen.
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Verfahren
zur Herstellung einer scheibenförmigen Struktur, die mindestens
ein Substrat, ein Superstrat und wenigstens eine zwischen dem Substrat und
dem Superstrat eingefügte Zwischenschicht (4) enthält.
Hierbei wird zunächst wenigstens eine Zwischenschicht auf
einem Substrat erzeugt, wobei die Zwischenschicht mindestens ein
Basismaterial enthält, in dem als Störstellen
bezeichnete Atome oder Moleküle verteilt sind, die sich
von den Atomen oder Molekülen des Basismaterials unterscheiden,
um eine Substruktur zu bilden. In einem weiteren-Schritt wird einer
Basiswärmebehandlung an dieser Substruktur vorgenommen,
so dass die Anwesenheit von ausgewählten Störstellenatomen
oder -molekülen in dem ausgewählten Basismaterial
in dem Temperaturbereich dieser Wärmebehandlung eine strukturelle Veränderung
der Zwischenschicht hervorruft. Anschließend wird ein Substrat/Superstrat
an der wärmebehandelten Zwischenschicht angebracht, um
die scheibenförmige Struktur zu erhalten.
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Zusammenfassung:
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Verfahren
zur Herstellung einer scheibenförmigen Struktur, die mindestens
ein Substrat, ein Superstrat und wenigstens eine zwischen dem Substrat und
dem Superstrat eingefügte Zwischenschicht (4) enthält.
Hierbei wird zunächst wenigstens eine Zwischenschicht auf
einem Substrat erzeugt, wobei die Zwischenschicht mindestens ein
Basismaterial enthält, in dem als Störstellen
bezeichnete Atome oder Moleküle verteilt sind, die sich
von den Atomen oder Molekülen des Basismaterials unterscheiden,
um eine Substruktur zu bilden. In einem weiteren-Schritt wird einer
Basiswärmebehandlung an dieser Substruktur vorgenommen,
so dass die Anwesenheit von ausgewählten Störstellenatomen
oder -molekülen in dem ausgewählten Basismaterial
in dem Temperaturbereich dieser Wärmebehandlung eine strukturelle Veränderung
der Zwischenschicht hervorruft. Anschließend wird ein Substrat/Superstrat
an der wärmebehandelten Zwischenschicht angebracht, um
die scheibenförmige Struktur zu erhalten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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