修整通过组装两晶片构成的结构的方法技术

一种对通过利用接触面将第一晶片接合到第二晶片上并使第一晶片变薄而获得的结构进行修整的方法，其中，至少第一晶片或第二晶片被倒角，并因此暴露第一晶片的接触面的边缘，其中，修整涉及第一晶片，其特征在于，该方法包括以下步骤：ａ）从这些晶片中选择第二晶片，其具有对于计划在步骤ｂ）中进行的化学蚀刻的耐受性以允许进行步骤ｂ），步骤ｂ）中进行的化学蚀刻对于第一晶片是足够的；ｂ）在将第一晶片接合到第二晶片上之后，对第一晶片的边缘进行化学蚀刻以便在第一晶片中形成完全支靠在第二晶片的接触面上并支承第一晶片的剩余部分的支座；ｃ）使第一晶片变薄直至到达并侵犯支座，从而提供第一晶片的薄部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种。其特别涉及半导体结构，例如BSOI结构。
技术介绍
目前，在微电子领域，越来越多的结构由完全或部分处理过的半导体材料制成的两个晶片的组件获得。例如，为了制造BSOI(Bonded Silicon On Insulator)结构，通过分子粘合力将两个硅晶片组装起来。更精确地，该组装包括表面预处理步骤，接触步骤和热处理步骤(例如在1100℃2个小时)。随后，通过磨削和/或机械-化学抛光使两个晶片中的至少一个变薄。图1A至1C显示了一种制造BSOI结构的传统方法。图1A示出该方法中使第一晶片1和第二晶片2相接触的步骤。晶片2的接触面是在晶片2上形成的二氧化硅层3的自由面。该二氧化硅层的厚度通常可在0.3μm和3μm之间。图1B显示了直接接合(direct bonding)步骤过程中的两个晶片1和2。图1C显示了晶片1已经被变薄从而提供厚度例如在5μm和100μm之间的薄层4之后获得的结构。所组装的硅晶片是标准尺寸(直径为100，125，150，200或300mm)或其它任何尺寸的晶片。它们的边缘被倒角以避免破损问题，这些问题在制造BSOI结构上的器件的过程中是经常发生的，如图1A至1C所示(不反映比例)。晶片边缘上的这些倒角使得存在不接合到支承结构上的薄层周边区域。该周边区域必须被去除，这是由于它很容易突然破裂并且这些不期望的碎片或颗粒会污染该结构。为了克服上述问题，执行修整步骤以消除薄层的周边区域。修整步骤通常采用机械方式进行。图2示出获得的结构，其中薄层不再具有非接合的周边区域。修整步骤可包括以机械方式对附接到支承晶片上将被变薄的晶片的边缘进行机加工。但是，很难做到机加工该结构的上晶片(将被变薄的晶片)而不碰到或损坏下晶片(或支承晶片)。实际上，两个接合晶片之间的界面是非常精确的，不可能在该界面处安全地停止该机加工。为了克服该问题，文献JP-A-11-067 701提出了一种用于通过机加工使变薄的第一步骤，其后是以化学方法变薄以到达界面。但是，在这两个步骤之间，晶片的边缘容易破碎，其处理起来特别困难。另一可能性在于机加工该结构的上晶片的边缘至机加工小厚度的下支承晶片的位置，如文献WO-A-96/17377所示。但是，这种机加工提供了粗糙度和颗粒污染程度与微电子领域不匹配的表面光洁度。因此，必须重新机加工边缘以改善它们的表面光洁度，例如通过机械-化学抛光。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术中的上述缺点。在本专利技术中，由于倒角，使用上晶片和/或下晶片的几何形状获得合适的修整。选择蚀刻溶液以侵蚀堆置结构的上晶片。这种化学侵蚀可以在结构的上晶片的整个非接合部分上是均匀的，或者主要位于未来薄层的高度处。本专利技术的目的是提供一种对通过利用接触面将第一晶片接合到第二晶片上并使第一晶片变薄而获得的结构进行修整的方法，其中，至少第一晶片或第二晶片被倒角，并因此暴露第一晶片的接触面的边缘，其中，修整涉及第一晶片，其特征在于，该方法包括以下步骤a)从这些晶片中选择第二晶片，其具有对于计划在步骤b)中进行的化学蚀刻的耐受性以允许进行步骤b)，步骤b)中进行的化学蚀刻对于第一晶片是足够的；b)在将第一晶片接合到第二晶片上之后，对第一晶片的边缘进行化学蚀刻以便在第一晶片中形成完全支靠在第二晶片的接触面上并支承第一晶片的剩余部分的支座；c)使第一晶片变薄直至到达并侵犯支座，从而提供第一晶片的薄部。本专利技术的方法允许对于晶片的几何形状可能的最低修整。修整步骤本身(对应于步骤b))是化学蚀刻操作而不是机械操作。由于去除了一些步骤，本专利技术的方法比现有方法简单。在第一实施例中，选择步骤包括选择晶片表面是由与第一晶片的表面不同的材料制成且允许相对于第二晶片对第一晶片进行选择性的化学蚀刻的晶片作为第二晶片。在这种情况下，如果第一晶片(或者至少其表面)由硅制成，则第二晶片可选自例如石英、SiC、蓝宝石、或替代硅(混和或调配以形成例如硅锗(SiGe))。在第二实施例中，该选择步骤包括选择带有形成阻止所述化学蚀刻的装置的至少一个材料层的晶片作为第二晶片。如果第一晶片和第二晶片由硅制成，其中，形成阻止装置的材料层是SiO2层或Si3N4层。在第三实施例中，第一晶片的接触面具有保护其免受用于形成支座的化学蚀刻的层，其中，该保护层被设置在避免防止形成支座的位置。所述保护层是初始覆盖第一晶片表面的层，其中所述方法包括在形成支座的化学蚀刻之前，保护层的可够及部分的化学蚀刻。在第三实施例中，第二晶片也可覆盖用于保护其免受形成支座的化学蚀刻的层。如果第一晶片和第二晶片的保护层由相同的材料制成，则第二晶片选择较厚的保护层。如果第一晶片和第二晶片的保护层由不同的材料制成，则第二晶片上的保护层被蚀刻得比第一晶片上的保护层慢。例如，如果两晶片都由硅制成，我们选择沉积氧化物作为第一晶片的保护层，热处理氧化物作为第二晶片的保护层。第一晶片通过分子粘合技术被接合到第二晶片上。在该情况下，第一晶片和第二晶片之间的接合能被考虑以获得在接触面处第一晶片的横向化学蚀刻的确定宽度。作为一种变化例，接合可通过胶水实现。在第四实施例中，该选择步骤包括选择可接收使第一晶片粘接到第二晶片上的胶层的晶片作为第二晶片，其中，胶层用作阻止化学蚀刻的装置。在第五实施例中，第一晶片具有保护其免受用于形成支座的化学蚀刻的保护层，因此，所述方法包括在形成支座的化学蚀刻之前，用于消除保护层上位于将来支座高度处的部分的化学蚀刻。如果第二晶片具有保护层，则也可包括消除该层的一部分的化学蚀刻以允许产生在接合面的任一侧延伸的支座。第一晶片可通过机加工(例如磨削)、化学蚀刻、卸除、干蚀刻装置、第一晶片内易碎区域的破碎或这些技术的组合来实现。附图说明通过非限制性的例子并结合附图阅读说明书后本专利技术更容易理解，其它优点和具体方面也更加清楚。图1A至1C(已经说明过)示出制造BSOI结构的传统方法。图2(已经说明过)示出通过现有方法修整的BSOI结构。图3A至图3C示出本专利技术的方法的第一实施例。图4A至图4D示出本专利技术的方法的第二实施例。图5A至图5C示出本专利技术的方法的第三实施例。图6是化学蚀刻溶液的蚀刻速度根据温度的变化图表。图7A至图7C示出本专利技术的方法的第四实施例。图8示出本专利技术的方法的第五实施例的步骤。图9示出本专利技术的方法的第五实施例的变化例的步骤。具体实施例方式图3A至3C示出本专利技术的方法的第一实施例的剖视图。图3A示出第一晶片11和第二晶片12在接触面上彼此接合的组件。晶片11是硅晶片，晶片12是覆盖有二氧化硅层14的硅晶片13。接合通过本领域技术人员公知的分子粘合技术实现。粘合例如在环境温度下进行，然后通过热处理(例如在900和1200℃之间2个小时)增强。热处理的环境可以是氩气带大约2％的氧气(也就是说98％的氩气和2％的氧气)。然后，硅晶片11被进行去氧处理以消除纯氧，例如通过稀释为10％的HF，然后例如利用TMAH(tetramethylammoniumhydroxide)或KOH进行化学蚀刻。也可以进行选择性的干蚀刻。晶片11的所有自由面经受这种化学蚀刻，特别是图3A中标号为15的倒角区域。进行化学蚀刻是为了在两个晶片的接触面处获得支座16，其中支座完全支靠在第二晶片12上(见图3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对通过利用接触面将第一晶片（１１，２１，３１，４１）接合到第二晶片（１２，２２，３２，４２）上并使第一晶片变薄而获得的结构进行修整的方法，其中，至少第一晶片或第二晶片被倒角，并因此暴露第一晶片的接触面的边缘，其中，修整涉及第一晶片，其特征在于，该方法包括以下步骤：ａ）从这些晶片中选择第二晶片（１２，２２，３２，４２），其具有对于计划在步骤ｂ）中进行的化学蚀刻的耐受性以允许进行步骤ｂ），步骤ｂ）中进行的化学蚀刻对于第一晶片（１１，２１，３１，４１）是足够的；ｂ）在将第一晶片接合到第二晶片上之后，对第一晶片的边缘进行化学蚀刻以便在第一晶片中形成完全支靠在第二晶片的接触面上并支承第一晶片的剩余部分的支座；ｃ）使第一晶片变薄直至到达并影响支座，从而提供第一晶片的薄部（１７，２９，３９）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 2004-12-28 04139791.一种对通过利用接触面将第一晶片(11，21，31，41)接合到第二晶片(12，22，32，42)上并使第一晶片变薄而获得的结构进行修整的方法，其中，至少第一晶片或第二晶片被倒角，并因此暴露第一晶片的接触面的边缘，其中，修整涉及第一晶片，其特征在于，该方法包括以下步骤a)从这些晶片中选择第二晶片(12，22，32，42)，其具有对于计划在步骤b)中进行的化学蚀刻的耐受性以允许进行步骤b)，步骤b)中进行的化学蚀刻对于第一晶片(11，21，31，41)是足够的；b)在将第一晶片接合到第二晶片上之后，对第一晶片的边缘进行化学蚀刻以便在第一晶片中形成完全支靠在第二晶片的接触面上并支承第一晶片的剩余部分的支座；c)使第一晶片变薄直至到达并影响支座，从而提供第一晶片的薄部(17，29，39)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，选择步骤包括选择晶片表面是由与第一晶片的表面不同的材料制成且允许相对于第二晶片对第一晶片进行选择性的化学蚀刻的晶片作为第二晶片。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，第一晶片或者至少其表面由硅制成，第二晶片选自石英、SiC、蓝宝石、或替代硅。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该选择步骤包括选择带有形成阻止所述化学蚀刻的装置的至少一个材料层(14，26)的晶片(12，22，32，42)作为第二晶片。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，第一晶片和第二晶片由硅制成，其中，形成阻止装置的材料层是SiO2层或Si3N4层。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一晶片(21，31，41)的接触面具有保护其免受用于形成支座的化学蚀刻的层(24，34，44)，其中，该保护层被设置在避免防止形成支座的位置。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述保护层(24，34，44)是初始覆盖第一晶片(21，31，...

【专利技术属性】
技术研发人员：M朱西，B阿斯帕尔，C拉加赫布朗夏尔，H莫里索，
申请(专利权)人：特拉希特技术公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]