(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周縁域および中央域を持つ前面と背面とを有し、かつ集積回路、ＭＥＭＳ、マイクロセンサー、動力半導体、発光ダイオード、フォトニック回路、インタポーザー、埋込受動素子、およびマイクロデバイスでシリコン、シリコンゲルマニウム、ガリウム砒素、および窒化ガリウム上に製造されたものまたはこれから製造されたもの、から成る群から選択されたデバイスの配列を含むデバイス面を持つデバイスウェーハーを含む第１基板、
前記周縁域に接合された第１面および前記周縁域から離間し、前記第１面と対向する第２面を呈し、かつ前記中央域には欠如することにより充填ゾーンを形成しているエッジボンドであって、モノマー類、オリゴマー類、またはポリマー類でエポキシ類、アクリル系、シリコン類、スチレン系、ハロゲン化ビニル類、ビニルエステル類、ポリアミド類、ポリイミド類、ポリスルホン類、ポリエーテルスルホン類、環状オレフィン類、ポリオレフィンゴム類、およびポリウレタン類から成る群から選択されたものを含む素材で形成される、接着力が５０ｐｓｉｇより大きなエッジボンド、および
接着力が５０ｐｓｉｇ未満で、かつ前記第１および第２面には存在しない、前記充填ゾーン内の充填素材
を含む、物品。
【請求項２】
周縁域および中央域を持つ前面と背面とを有し、かつ集積回路、ＭＥＭＳ、マイクロセンサー、動力半導体、発光ダイオード、フォトニック回路、インタポーザー、埋込受動素子、およびマイクロデバイスでシリコン、シリコンゲルマニウム、ガリウム砒素、および窒化ガリウム上に製造されたものまたはこれから製造されたもの、から成る群から選択されたデバイスの配列を含むデバイス面を持つデバイスウェーハーを含み、前記前面がデバイスの配列を含む第１基板、
前記周縁域に接合された第１面および前記周縁域から離間し、前記第１面と対向する第２面を呈し、かつ前記中央域には欠如することにより充填ゾーンを形成している、接着力が５０ｐｓｉｇより大きなエッジボンド、および
接着力が５０ｐｓｉｇ未満で、かつ前記第１および第２面には存在しない、前記充填ゾーン内の充填素材
を含む、物品。
【請求項３】
さらにキャリヤー面を持つ第２基板を含み、前記エッジボンドがさらに前記キャリヤー面にも接合されている、請求項１または２に記載の物品。
【請求項４】
前記第２基板がシリコン、サファイヤ、水晶、金属、ガラス、およびセラミックスから成る群から選択された素材を含む、請求項３に記載の物品。
【請求項５】
前記デバイス面が、ハンダ盛り上がり、金属ポスト、金属ピラー、および構造体でシリコン、ポリシリコン、二酸化ケイ素、（オキシ）窒化ケイ素、金属、低ｋ誘電体、高分子誘電体、窒化金属類、および金属ケイ素化合物類から成る群から選択されたもの、から成る群から選択された構造体を少なくとも１つ含む、請求項１〜４のいずれかに記載の物品。
【請求項６】
前記充填素材が第１面および第２面を呈し、前記物品がさらに前記第１および第２面の一方に接する第２層を含む、請求項３〜５のいずれかに記載の物品。
【請求項７】
前記第２層が低接着力層、高分子層、および前記キャリヤー面または前記デバイス面の表面改質から成る群から選択される、請求項６に記載の物品。
【請求項８】
前記第２層が前記キャリヤー面と接している、請求項７に記載の物品。
【請求項９】
前記エッジボンドの巾が２ｍｍから１５ｍｍである、請求項１〜８のいずれかに記載の物品。
【請求項１０】
前記充填素材がモノマー類、オリゴマー類、および／またはポリマー類で環状オレフィン類および非晶形フッ化ポリマー類から成る群から選択されたものを含む、請求項１〜９のいずれかに記載の物品。
【請求項１１】
周縁域および中央域を持つ前面と背面とを有し、かつ集積回路、ＭＥＭＳ、マイクロセンサー、動力半導体、発光ダイオード、フォトニック回路、インタポーザーおよびマイクロデバイスでシリコン、シリコンゲルマニウム、ガリウム砒素、および窒化ガリウム上に製造されたものまたはこれから製造されたもの、から成る群から選択されたデバイスの配列を含むデバイス面を持つデバイスウェーハーを含む第１基板を供給し、
モノマー類、オリゴマー類、またはポリマー類でエポキシ類、アクリル系、シリコン類、スチレン系、ハロゲン化ビニル類、ビニルエステル類、ポリアミド類、ポリイミド類、ポリスルホン類、ポリエーテルスルホン類、環状オレフィン類、ポリオレフィンゴム類、およびポリウレタン類から成る群から選択されたものを含む素材で形成され、接着力が５０ｐｓｉｇより大きなエッジボンドを、前記中央域には欠如して前記周縁域に形成し、および
前記中央域に、接着力が５０ｐｓｉｇ未満の充填素材を堆積する、
ことを含む暫定ウェーハー接合構造体を形成する方法。
【請求項１２】
周縁域および中央域を持つ前面と背面とを有し、かつ集積回路、ＭＥＭＳ、マイクロセンサー、動力半導体、発光ダイオード、フォトニック回路、インタポーザーおよびマイクロデバイスでシリコン、シリコンゲルマニウム、ガリウム砒素、および窒化ガリウム上に製造されたものまたはこれから製造されたもの、から成る群から選択されたデバイスの配列を含むデバイス面を持つデバイスウェーハーを含み、前記前面が前記デバイスの配列を含む第１基板を供給し、
接着力が５０ｐｓｉｇより大きなエッジボンドを、前記中央域には欠如して前記周縁域に形成し、および
前記中央域に、接着力が５０ｐｓｉｇ未満の充填素材を堆積する、
ことを含む暫定ウェーハー接合構造体を形成する方法。
【請求項１３】
前記充填素材の堆積が前記エッジボンドの形成に先立って実施される、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
さらにキャリヤー面を持つ第２基板を前記エッジボンドに接合することを含む、請求項１１〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記第２基板がシリコン、サファイヤ、水晶、金属、ガラス、およびセラミックスから成る群から選択された素材を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記デバイス面が、ハンダ盛り上がり、金属ポスト、金属ピラー、および構造体でシリコン、ポリシリコン、二酸化ケイ素、（オキシ）窒化ケイ素、金属、低ｋ誘電体、高分子誘電体、窒化金属類、および金属ケイ素化合物類から成る群から選択されたもの、から成る群から選択された構造体を少なくとも１つ含む、請求項１１〜１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記充填素材が第１面および第２面を呈し、前記構造体がさらに前記第１および第２面の一方に接する第２層を含む、請求項１４〜１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
前記第２層が低接着力層、高分子層、および前記キャリヤー面または前記デバイス面の表面改質から成る群から選択される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２層が前記キャリヤー面と接している、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記エッジボンドの巾が２ｍｍから１５ｍｍである、請求項１１〜１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
前記充填素材がモノマー類、オリゴマー類、および／またはポリマー類で環状オレフィン類および非晶形フッ化ポリマー類から成る群から選択されたものを含む、請求項１１〜２０のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は「デバイスウェーハーをキャリヤー基板に逆に装着する方法」と題する２００８年１月２４日出願の米国仮出願明細書第６１／０２３３７９号による利益を主張すると共に、本願に引用して本明細書とする。
【０００２】
本発明は新規な暫定ウェーハー接合方法に広く関係しここではウェーハーの薄層化および他の背面処理中にデバイスウェーハーをキャリヤー基板上に支持することができる。
【背景技術】
【０００３】
集積回路、電力半導体、発光ダイオード、フォトニック回路、マイクロマシン技術（ＭＥＭＳ）、埋込み受動アレイ、パッケージングインタポーザー、ならびに多くの他のシリコンおよび化合物半導体をベースとしたマイクロデバイスは直径３〜１２インチの範囲のウェーハー基板の配列内に集合的に製造される。次いでデバイスは個々のデバイスまたはダイスに分けられ、例えば、プリント基板と配線することにより肉眼で見える環境と実用的に接合するように実装される。デバイスパッケージをダイスが未だウェーハー配列の一部である内にその上または周辺に構築することが益々流行りになってきている。この様なやり方は、ウェーハーレベル実装と称され、全体の実装コストを削減するとともに通常なら実際のデバイスの数倍の外形寸法となる従来的な実装に比べデバイスとマイクロエレクトロニック環境の間の配線密度がより高くできる。
【０００４】
最近まで、一般に配線の基本構想は２次元に、つまりデバイスとこれが装着される対応する基板または実装面との間の電気的接続はすべて水平、またはｘ−ｙ面配置に限定されてきた。いまやマイクロエレクトロニックス産業はデバイスを垂直に、すなわち、ｚ方向にスタックして配線することにより大幅にデバイス配線密度を増加しさらに信号遅延を低減できる（電気接点間の距離を短縮することにより）ことに気付いた。デバイスをスタックするために要求される２つの共通事項は：（１）ウェーハー貫通方向に背面側からデバイスを薄くすること；および（２）続いて、一般にはシリコン貫通バイアスまたは「ＴＳＶｓ」と称されデバイスの背面で完結するウェーハー貫通の電気接続を形成すること、である。ついでに言うなら、半導体デバイスの薄層化は例えデバイスがスタック配置で実装されない場合でも、放熱を促進するとともに携帯電話のような小型電子製品でずっと小さな形状因子を可能にするため今や標準的技法となってきている。
【０００５】
半導体デバイスを１００ミクロン未満まで薄くしその断面を削減することに関心が高まっているが、とりわけこれらまたはこれらが属する該当パッケージがスタックされる場合、およびデバイスの背面の電気接続の構成を単純化したい場合にそうである。高容量集積回路の生産に用いられるシリコンウェーハーは一般に直径が２００または３００ｍｍでウェーハー貫通厚みが約７５０ミクロンある。薄層化無しでは、表側の回路網と接続する背面側の電気接点をウェーハーを介した接続により形成することはほとんど不可能である。今や、化学エッチングと同様に機械研削（背面研削）および研磨に基づく半導体グレードのシリコンおよび化合物半導体の非常に効率的な薄層化処理工程が商業的に利用されている。これらの処理によりデバイスウェーハーの厚みはウェーハー厚みの横断的な均一性を精密に制御しながら数分で１００ミクロン未満まで下げられる。
【０００６】
１００ミクロン未満まで薄層化されたデバイスウェーハー、とりわけ６０ミクロン未満まで薄層化されたものは非常に脆いためその全面積に亘って支持することにより割れや破損を防がなくてはならない。極薄層のデバイスウェーハーを移動するために各種のウェーハーワンドおよびチャックが開発されてきているが、背面研削および、化学的−機械的研磨（ＣＭＰ）、リソグラフィー、エッチング、蒸着、アニーリング、および洗浄を含むＴＳＶ形成処理工程の間にどの様にウェーハーを支持するかという問題がまだ存在し、それはこれらの処理がデバイスウェーハーを薄層化する際またはその後で高い熱的および機械的ストレスをこれに強いるためである。益々流行ってきた極薄ウェーハーの取扱いに対する取組方は十分に厚いデバイスウェーハーを表面を下にして高分子接着剤が付いた剛性キャリヤーに装着することを伴うものである。次いでこの薄層化および処理が背面からなされる。次いで完全に処理された極薄ウェーハーは背面処理が完了してからキャリヤーから熱的、熱力学的または化学的処理により取外されまたは剥離される。
【０００７】
通常のキャリヤー素材にはシリコン（例えば、ブランクのデバイスウェーハー）、ソーダ石灰ガラス、硼珪酸ガラス、サファイヤ、ならびに種々の金属およびセラミックスが含まれる。キャリヤーは方形または矩形でもよいがより一般的にはデバイスウェーハーに合う寸法の円形でこのため接合したアセンブリーは従来の処理工具およびカセットで取り扱える。取外す手段として液体化学薬品を用いて高分子接着剤を溶解または分解する場合には時にはキャリヤーに穿孔して剥離処理工程を速める場合もある。
【０００８】
ウェーハーを暫定接合させるために用いられる高分子接着剤は一般に溶液からスピンコートまたはスプレーコートにより塗布されるかまたはドライフィルムのテープとしてラミネートされる。スピンまたはスプレーにより塗布された接着剤の方がテープが提供できるものに比べ厚みの均一性がより高い塗膜を形成するため益々好まれている。厚みの均一性がより高いことは結果的に薄層化の後のウェーハー横断方向の厚みをよりよく制御できることを意味する。高分子はデバイスウェーハーおよびキャリヤーに対し高い接着力を示す。
【０００９】
高分子接着剤は必要とされる厚みおよび塗膜の平面性（平坦性）によりデバイスウェーハー上に、キャリヤー上に、または両方にスピン塗工することができる。塗布されたウェーハーは高分子接着剤層から完全に塗膜溶媒を除去するために焼かれる。次に塗工されたウェーハーおよびキャリヤーは接合のために接触したまま加熱した機械プレス内に置かれる。十分な温度および圧力が加えられ接着剤はデバイスウェーハーの構造要所に流れ込みかつ満たしデバイスウェーハーおよびキャリヤー面の全域と緊密に接触するようにされる。
【００１０】
背面処理工程の後でデバイスウェーハーをキャリヤーから剥離する作業は通常４つの内の１つの方法で行われる。
（１）化学的・・接合したウェーハースタックを溶媒または化学薬品中に浸漬、またはスプレーし高分子接着剤を溶解または分解する。
（２）光分解・・接合したウェーハースタックに透明のキャリヤーを透して光源を照射しキャリヤーに隣接した接着剤境界層を光分解する。これでキャリヤーをスタックから分離でき、残りの高分子接着剤はデバイスウェーハーがチャックに固定されている間に剥きとられる。
（３）熱力学的・・接合したウェーハースタックを高分子接着剤の軟化点を超えて加熱し、次いでデバイスウェーハーがウェーハー全保持チャックで支えられている状態でキャリヤーから滑り離すかまたは引き離す。
（４）熱分解・・接合したウェーハースタックを高分子接着剤の分解温度より高く加熱し、これを気化させてデバイスウェーハーとキャリヤーの接着性を失わせる。
【００１１】
これらの剥離方法のそれぞれには製造環境において使用をひどく制約する欠点がある。例えば、高分子接着剤を溶解する化学的剥離は解除を有効にするためには溶媒が粘稠なポリマー媒体中を長距離拡散してしなくてはならず時間のかかる処理方法である。すなわち、溶媒は接合された基板の縁、またはキャリヤーの貫通部から局所的な接着剤の地域まで拡散しなければならないのである。どちらの場合でも溶媒拡散および浸透に要する距離は少なくとも３〜５ｍｍで、例え接着剤層と溶媒の接触を増す貫通孔があったとしてもずっと長いこともあり得る。例え高い温度（＞６００℃）でも、剥離を起こすには通常数時間の処理時間が必要となり、ウェーハーの処理能力が低いことを意味する。
【００１２】
光分解も接着した基板全体を同時に暴露することができないため、同様に遅い処理方法である。それどころか、通常はビームの横断面が数ミリメートルしかないレーザーである暴露光源は、小さな面積毎に集中させることで接着剤ラインの分解を引き起こすための十分なエネルギーを送り込まなくてはならない。それからビームは基板を横切って連続的にスキャン（またはラスター）して全表面を剥離するが、このことが長い剥離時間につながる。
【００１３】
熱力学的（ＴＭ）剥離は通常数分で実施できる一方で、これには他の制約がありデバイスの歩留まりを下げかねない。暫定接合したデバイスの背面処理にはしばしば２００℃または３００℃すらも超える作業温度を伴う。ＴＭ剥離に用いる高分子接着剤は作業温度またはその近辺では絶対に分解も過度の軟化もしてはならず、さもなければ剥離が時期尚早に起きてしまう。結論として、剥離を起こすために普通は作業温度より２０〜５０℃上で十分に軟化するように接着剤は設計されている。剥離のために要求される高温は接着されたペアに熱膨張による著しいストレスを負わせる。同時に、デバイスウェーハーをキャリヤーから離すための滑らす、持上げる、または捻る動作に必要となる大きな機械的な力は付加的なストレスを作り出し、デバイスウェーハーを壊すかまたは個々のデバイスの微細な回路網に損傷を引き起こしかねず、これがデバイス不良そして歩留まり損失につながる。
【００１４】
熱分解（ＴＤ）剥離にもまたウェーハー破損の傾向がある。高分子接着剤が分解する際にガスが発生し、このガスが接着剤の大半が除去される前にデバイスウェーハーとキャリヤーの間に閉じ込められてしまうこともある。閉じ込められたガスの集積により薄いデバイスウェーハーが膨らんだりヒビが入ったり破裂さえする。ＴＤ剥離のもう一つの問題はポリマーの分解がしばしば扱いにくい炭化残渣物を伴うことでこれは通常の清浄化処理ではデバイスウェーハーから取り除くことができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
これら先行技術による高分子接着剤の剥離方法には限界があることから高いウェーハーの処理能力を提供すると共にデバイスウェーハーの破損およびデバイスの内部損傷を低減または排除する新しい方式のキャリヤー支援薄層ウェーハー取扱いが必要となった。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は広く新規の暫定接合方法を提供する。１つの実施態様において、本方法は背面およびデバイス面を持つ第１基板を含むスタックの供給を含み、ここにデバイス面には周縁域および中央域がある。スタックはさらにキャリヤー面を持つ第２基板ならびに周縁域およびキャリヤー面に接合されたエッジボンドを備える。エッジボンドは中央域の少なくとも一部には欠如し、斯くして充填ゾーンを形成し充填ゾーンには充填素材が存在する。本方法にはさらに第１および第２基板を分離することが含まれる。
【００１７】
さらに進んだ実施態様において、本方法は前面および背面を持つ第１基板を供給することを含み、ここに前面は周縁域および中央域を持っている。エッジボンドは周縁域に形成され、かつエッジボンドは中央域の少なくとも一部には欠如している。中央域内には充填素材が堆積されている。
【００１８】
さらに別の実施態様において、本発明は前面および背面を持つ第１基板を備える物品を供給する。第１基板の前面は周縁域および中央域を持っている。物品はさらに周縁域に接合されたエッジボンドを含み、エッジボンドは中央域の少なくとも一部から欠如することにより充填ゾーンを形成し、この中には充填素材が含まれる。
【００１９】
さらに進んだ実施態様において、本発明は前面および背面を持つ基板を備えた物品の方向に向けられている。この基板の前面は周縁域および中央域を持ち、かつ素材の層が前面の中央域の上にある。この層は周縁域には欠如しかつ接着力の低い層および前面の表面改質から成る群から選択されている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明により基板を接合する１つの実施態様を示す概略図である。
【図２】本発明による代替の実施例を示した概略図で、２つの処理段階が入れ替わっている。
【図３】本発明による代替の実施態様を描いた概略図でここでは充填層としてラミネートが利用されている。
【図４】さらに進んだ代替の実施態様を描いた概略図でここでは第２層が充填層に隣接して活用されている。
【図５】図４の実施態様を商業的に可能性のある様に変形した概略図である。
【図６】本発明によるさらに進んだ変形を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１では本発明による周縁接合を実施できる１つの処理工程を描いている。図１のステップ（ａ）を参照すると、以前の形の構造体１０が略図的に断面図として描かれている。構造体１０は第１基板１２を含む。この実施態様において、第１基板１２はデバイスウェーハーである。すなわち、基板１２には前面またはデバイス面１４、背面１６、および最外側端１７がある。基板１２はどの様な形状にもなり得るが、通常は円形形状である。形状に関わりなく、前面またはデバイス面１４には周縁域１８および中央域２０がある。
【００２２】
好適な第１基板はデバイスウェーハーを含み、そのデバイス面は集積回路、ＭＥＭＳ、マイクロセンサー、動力半導体、発光ダイオード、フォトニック回路、インタポーザー、埋込受動素子、ならびに他のマイクロデバイスでシリコンおよびシリコン−ゲルマニウム、ガリウム砒素、および窒化ガリウムのような他の半導体素材からまたはその上に加工されたもの、から成る群から選択されたデバイスの配列を含む。これらのデバイスの表面は一般に以下の素材の１つ以上から形成された構造体を含む：シリコン、ポリシリコン、二酸化シリコン、（オキシ）窒化ケイ素、金属（例えば、銅、アルミニウム、金、タングステン、タンタルム）、低ｋ誘電体、高分子誘電体、および各種窒化金属類および金属シリサイド類。デバイス面１４はさらにハンダの盛上がりおよび金属ポストおよびピラーのような持ち上がった構造体を含むこともある。
【００２３】
充填素材は基板１２のデバイス面１４に充填層２２を形成するように塗布される。充填層２２には第１および第２面２４、２６と共に最外部２８がある。充填層２２はその厚み（最も厚い点で測定）が約５μｍから約１００μｍあることが好ましく、約５μｍから約５０μｍがより好ましく、約１０μｍから約３０μｍがさらにより好ましい。
【００２４】
充填素材の塗布はスピンコート、溶液の流し込み（例えば、メニスカス塗工またはローラー塗工）、インクジェット、およびスプレーコートを含むどの様な在来方法によっても実施できる。スピンコートにより塗布する場合、充填層２２を形成する素材は一般に約５００ｒｐｍから５０００ｒｐｍで約６０秒から約１２０秒の間スピンコートされる。次いで層は充填層２２に存在する溶媒の沸点近くまたは上（例えば、約８０℃から約２５０℃）で約１分から約１５分の間焼いて充填層２２内の残存溶媒含有量を重量で約１％未満まで減らす。
【００２５】
充填層２２は一般にモノマー類、オリゴマー類、および／または溶媒系に分散または溶解されたポリマー類を含む材料で形成される。充填層がスピンコートにより塗布されるなら、この材料の固形分含有量は重量で約１％から重量で約５０％が好まれ、重量で約５％から重量で約４０％がより好ましく、重量で約１０％から重量で約３０％がさらにより好ましい。好適なモノマー類、オリゴマー類、および／またはポリマー類には環状オレフィンポリマー類およびコポリマー類ならびに原子状フッ素含有量が高い（重量で約３０％超）フッ化シロキサンポリマー類のような非晶形フルオロポリマー類、フッ化エチレン−プロピレンコポリマー類、ペンダントペルフルオロアルコキシ基を持つポリマー類から成る群から選択されたものが含まれ、なかでもテトラフルオロエチレンおよび２，２−ビス−トリフルオロメチル−４，５−ジフルオロ−ｌ，３−ジオキソールのコポリマー類がとりわけ好まれる。これらの材料の接合力はその固有の化学構造およびこれを塗布するのに用いた塗工および焼き条件によることは当然である。
【００２６】
環状オレフィンポリマー類およびコポリマー類のために好適な溶媒系にはヘキサン、デカン、ドデカン、およびドデセンのような脂肪族溶媒；メシチレンのようなアルキル置換芳香族溶媒；およびこれらの混合物から成る群から選択された溶媒が含まれる。非晶形フルオロポリマー類に好適な溶媒系には、例えば３Ｍ社からＦＬＵＯＲＩＮＥＲＴＴＭ の商標で売られているフッ化炭素溶媒が含まれる。
【００２７】
別の実施態様において、充填層２２はさらに分散されたナノ粒子を含む高分子材料で形成することもできる。好適なナノ粒子にはアルミナ、セリア、チタニア、シリカ、ジルコニア、グラファイト、およびこれらの混合物から成る群から選択されたものが含まれる。
【００２８】
充填層２２が形成される材料は約１５０℃から約３５０℃の温度で、好ましくは約２００℃から約３００℃で安定を保つべきである。さらに、この材料は背面が受ける特定の背面処理工程で直面する化学的な暴露条件下でも安定でなくてはならない。充填層２２は分解してはならず（すなわち、重量減が約１％未満）そうでなければ、例えばこれらの条件の下で溶けるなど、その機械的な完全性を失ってしまう。充填層２２はさらに薄いデバイスウェーハーに膨れや変形を起こすガス放出をしてはならず、とりわけＣＶＤ誘電層の蒸着のような高真空処理を受けている際にはそうである。
【００２９】
この実施態様において、充填層２２は強い接着接合を形成しないことが好ましく、これにより後の分離が容易になる。一般論として、非晶形高分子材料で：（１）表面自由エネルギーが低く；（２）不粘着性でガラス、シリコン、および金属面に強くは接着しないことが知られ（すなわち、一般に水酸基またはカルボン酸基の濃度が非常に低いか、好ましくはそのような基が全くない）；（３）溶液から流し込めるかまたはラミネート用に薄いフィルムに形成でき；（４）代表的な接合条件の下で流れ、デバイスウェーハー面の凹凸部を満たし、基板間に気泡の無い接合線を形成し；かつ（５）背面処理工程中に、例え高温または高真空条件下で実施されたとしても、遭遇する機械的応力の下で割れず、流れず、または再配分しない、ものが望ましい。ここに用いた低い表面自由エネルギーとは水との接触角が少なくとも約９０°および臨界表面張力が約４０ダイン／ｃｍ未満、好ましくは約３０ダイン／ｃｍ未満、より好ましくは約１２ダイン／ｃｍから約２５ダイン／ｃｍ、を示す高分子材料と定義され、接触角測定により判定される。
【００３０】
低接着力とはベタ付かずまたは接着剤付の便箋を剥がすのに用いる程度の軽い手の圧力だけで基板から剥がせる高分子材料を指している。斯くして、何であれ接着力が約５０ｐｓｉｇ未満、好ましくは約３５ｐｓｉｇ未満から、より好ましくは約１ｐｓｉｇから約３０ｐｓｉｇのものが充填層２２として用いるのに望ましい。ここに用いた接着力はＡＳＴＭ Ｄ４５４１／Ｄ７２３４により判定される。上の特性を示す好適な高分子材料の例には幾つかの環状オレフィンポリマー類およびコポリマー類が含まれ、三井からＡＰＥＬＴＭ、ＴｉｃｏｎａからＴＯＰＡＳＴＭ、およびＺｅｏｎブランドからＺＥＯＮＯＲＴＭとして販売されているものさらに溶媒可溶フッ化ポリマーの、旭硝子から販売されているＣＹＴＯＰＴＭおよびＤｕＰｏｎｔから販売されているＴＥＦＬＯＮＴＭＡＦポリマー類が含まれる。これらの材料の接着力はこれらを塗布するのに用いられる塗工および焼き条件による。
【００３１】
次に、図１のステップ（ｂ）を参照すると、充填層２２の最外側部２８が除去されている。これは第１基板１２を損なうことなく希望する量を除去することができるどの様な手段で達成してもよく、充填層２２を形成する材料の良好な溶媒として知られる溶媒で最外側部２８を溶解することも含まれる。そのような溶媒の例には、脂肪族溶媒（例えば、ヘキサン、デカン、ドデカン、およびドデセン）、フッ化カーボン溶媒、およびこれらの混合物から成る群から選択されたものが含まれる。エッジ除去後に、充填層２２は最外側エッジ３０を持ち、これは外側エッジ１７から距離「Ｄ」の間隔がある。一般に「Ｄ」は約２ｍｍから約１５ｍｍまでで、約２ｍｍから約１０ｍｍまでが好ましく、約２ｍｍから約５ｍｍまでがより好ましい。エッジ除去溶媒との接触は希望する量の充填層２２を溶解して希望する距離「Ｄ」を達成するために十分な時間維持されるが、一般的な接触時間は約５秒から約６０秒である。
【００３２】
図１のステップ（ｃ）を参照すると、第２基板３２が描かれている。この特別な実施態様においては、第２基板３２はキャリヤー基板である。第２基板３２はキャリヤー面３４、背面３６、および外側エッジ３８を含む。第１基板１２の場合と同様に、第２基板３２もどの様な形状でもよいが一般には円形形状である。さらに、第２基板３２は寸法的に第１基板１２の寸法とほぼ等しいことが好ましく、これにより第２基板３２の外側エッジ３８が第１基板１２の外側エッジ１７の面と実質的に同じ面に沿って横たわることになる。形状に無関係に、キャリヤー面３４には周縁域４０および中央域４２がある。
【００３３】
好ましい基板３２は、ケイ素、サファイヤ、水晶、金属（例えば、アルミニウム、銅、鋼）、ならびに種々のガラスおよびセラミックスから成る群から選択された素材から構成される。基板３２はさらにその面３４に堆積された他の素材を含むこともできる。例えば、シリコンウェーハー上に窒化ケイ素を蒸着することも可能で充填層２２の接合特性を変えられる。
【００３４】
第２基板３２は充填層２２に接し、第１基板１２の周縁域１８および第２基板３２の周縁域４０の間に隙間４４を残している。この接触は熱および圧力の下で実施されることが好ましく、これにより充填層２２が形成されている材料が第２基板３２のキャリヤー面３４と同様に第１基板１２の前面１４に沿って十分に均一に配分される。圧力および熱は充填層２２の化学的構成に基づき調整され、距離「Ｄ」が第２基板３２を第１基板１２にプレスした後でもこの様に一緒にプレスする前と実質的に同じままに保たれるように選択される。すなわち、充填層２２は隙間４４へほとんど流れ込むことが無く、このため一緒にプレスした後の距離「Ｄ」は一緒にプレスする前の距離「Ｄ」の約１０％以内である。この処理中の温度は約１５０℃から約３７５℃の範囲で、約１６０℃から約３５０℃が好ましく、通常の圧力は約１０００Ｎから約５０００Ｎの範囲で、約２０００Ｎから約４０００Ｎであることが好ましい。
【００３５】
次に、接合素材を隙間４４内に導入し（図１のステップ（ｄ）参照）エッジボンド４６を形成し、その厚みは上に述べた充填層２２に関するものに対応する。隙間４４は基板１２および３２の外側周囲に限定されているため、エッジボンド４６も同様に限定される。基板１２または３２の形状が円形の場合、エッジボンド４６はリング形状になる。斯くして、基板１２および３２を横切って材料の不均一な分布があり、２枚の基板１２および３２の間および横切って同一材料の均一層があった先行技術とは異なる。
【００３６】
エッジ接合材料は無数の手段で導入することができるが、一つの好適な方法は針、注射器、または先端分注器具を使用して材料を隙間４４に分注するもので、隙間４４が接合材料で満たされるまで構成体１０をゆっくり回転し、斯くしてエッジボンド４６を形成する。エッジボンド４６はさらに隙間４４をキャピラリー充填することにより、または化学蒸気蒸着により塗布することもできる。さらに進んだ塗工処理工程では、基板１２および３２を接触させる前に液体（１００％固体または溶液）エッジ接合材料を端部包みバッフルシステムを用いてキャリヤーまたはデバイスウェーハーの端部上にスピン塗工することができる。この様なシステムの一つはＤａｌｖｉ−Ｍａｌｈｏｔｒａ他の「湿式エッチング中の端部保護塗膜の接着を促すため、シリコンウェーハーにシランをベースとしたプライマーの使用：ＴＡＬＯＮ ＷｒａｐＴＭ工程の応用」、ＳＰＩＥ会報、ｖｏｌ．６４６２．２００７、ｐｐ．６４６２０Ｂ−１〜６４６２０Ｂ−７に発表されているが、本願に引用して本明細書とする。エッジボンド４６は次いで適切な硬化なりハードニニング（例えば、ＵＶ硬化）を受ける。
【００３７】
エッジボンド４６が形成される材料は基板１２および３２と共に強力な接着接合を形成できるものでなくてはならない。接着力が約５０ｐｓｉｇより大きなもの、好ましくは約８０ｐｓｉｇから約２５０ｐｓｉｇ、そしてより好ましくは約１００ｐｓｉｇから約１５０ｐｓｉｇのものなら何でもエッジボンド４６として望ましい。さらに、エッジボンド４６の接着力は充填層２２の接着剤より少なくとも約０．５ｐｓｉｇ、好ましくは少なくとも約２０ｐｓｉｇ、そしてより好ましくは約５０ｐｓｉｇから約２５０ｐｓｉｇ大きい。さらに、エッジボンド４６が形成されている材料は背面処理工程で求められる熱的および化学的安定性を満たさなくてはならない。エッジボンド４６は約１５０℃から約３５０℃までの温度で、そして好ましくは約２００℃から約３００℃まで安定を保たなければならない。さらに、この材料は接合されたスタックが曝される背面処理工程で受ける化学的暴露条件の下で安定でなくてはならない。エッジボンド４６は分解してはならず（すなわち、重量減が約１％未満）、そうでなければ上に述べた背面処理工程温度でその機械的完全性が失われてしまう。これらの材料もまた、薄いデバイスウェーハーに膨れを起こすような揮発性の化合物を放出してはならず、とりわけＣＶＤ誘電体の蒸着のような高真空処理を受けているときにそうである。
【００３８】
好適なエッジ封止またはエッジ接合材料にはＷａｆｅｒＢＯＮＤＴＭ材料（ブリューワーサイエンス社ミズーリー州ローラから販売）のような市販されている暫定ウェーハー接合組成物が半導体素材、ガラス、および金属に対し高い接着力を示すレジン類およびポリマー類と共に含まれる。とりわけ好まれるものは：（１）高固形分、反応性エポキシ類およびアクリル系のような ＵＶ硬化レジン系：（２）２液性エポキシおよびシリコン接着剤のような同族の熱硬化レジン系：（３）熱可塑性のアクリル系、スチレン系、ハロゲン化ビニル（フッ素系不含）、ならびにビニルエステルのポリマー類およびコポリマー類と共に、ポリアミド類、ポリイミド類、ポリスルホン類、ポリエーテルスルホン類、およびポリウレタン類で、溶融状態または溶液塗膜として塗布し、塗工の後で焼くことにより乾燥して周縁域１８および４０を一層緻密にする；および（４）環状オレフィン類、ポリオレフィンゴム類（例えばポリイソブチレン）、および炭化水素をベースとした粘着付与樹脂類、である。充填層２２を形成するために用いられた材料の場合と同様に、エッジボンド材料の接着強度もまたその化学構造特性ならびにこれを塗布するために用いられた塗工および焼き条件によることは当然である。
【００３９】
この段階で、第１基板１２は安全に取扱いが可能となりさらなる処理を受けられるが、そうでなければ第２基板３２に接合されていないため第１基板１２を損傷していたかも知れない。斯くして、構造体は安全に背面研削、ＣＭＰ、エッチング、金属および誘電体の蒸着、パターニング（例えば、エッチングによるフォトリソグラフィー）、不動態化、アニーリング、およびこれらの組合せのようなさらなる背面処理工程を後続する背面処理工程の間に基板１２および３２の分離を起こすことなく、さらにはどの様な化学薬品も基板１２および３２の間の中央域２０および４２内へ浸透させることもなく、受けることができる。
【００４０】
都合のよいことに、この実施態様およびすべての実施態様中のスタック構造体の乾燥または硬化した層は幾つかの非常に望ましい特性を持つことになる。例えば、層は加熱および／または真空蒸着の間にガス放出をほとんど行わない。すなわち、約１５０〜３００℃で約６０分におよぶ焼きの結果、充填層２２およびエッジボンド４６のフィルム厚みの変化は約５％未満、好ましくは約２％未満、より好ましくは約１．０％未満である。斯くして、乾燥した層も層内で化学反応を伴わずに約３５０℃の温度まで加熱できるが、約３２０℃までが好ましく、約３００℃までがより好ましい。ある実施態様において、接合したスタック内の層はさらに極性溶媒（例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン）に反応または溶解することなく約８０℃の温度で約１５分間曝すことができる。
【００４１】
エッジボンド４６の接合の完全性は酸または塩基に曝した場合でも維持することができる。すなわち、厚みが約１５μｍの乾燥エッジボンド４６は酸性媒体（例えば、濃硫酸）内に室温で約１０分間または塩基性媒体（例えば、３０ｗｔ％ＫＯＨ）内に約８５℃で約４５分間沈めても接着剤は完全性を維持できる。接着剤の完全性はガラスキャリヤ基板を用いて目視によりおこない、ガラスキャリヤ基板を透してエッジボンド４６を観察して泡、空洞、他についてチェックすることにより評価できる。
【００４２】
一旦希望する処理工程が完了すると、第１基板１２および第２基板３２は直ちに分離することができる。分離の方法の一つでは、先ずエッジボンド４６を溶媒または他の化学薬品の助けを得て溶解する。これは溶媒内に浸漬するか、またはこれを溶解するためにエッジボンド４６に溶媒をジェットスプレーすることにより果たせる。エッジボンド４６を分離するために溶媒溶解を用いるなら熱可塑性材料を用いることがとりわけ望ましい。一般にこの除去処理中に用いることができる溶媒は、乳酸エチル、シクロヘキサノン、Ｎ−メチルピロリドン、脂肪族溶媒（例えば、ヘキサン、デカン、ドデカン、およびドデセン）、およびこれらの混合物から成る群から選択されるものを含む。
【００４３】
さらに基板１２および３２は先ずエッジボンド４６の連続性を機械的に分離または破壊することによっても分離でき、これにはレーザー切断、プラズマエッチング、ウォータージェット、またはエッジボンド４６を効果的に刻みまたは分解できる他の高エネルギー技法を用いる。さらに、先ずエッジボンド４６を貫通して鋸挽きまたは切断するかもしくは何か同等の手法で接着剤４６を切り裂くことも好適である。
【００４４】
上のどの手法を用いるかには関係無く、次に低機械力（例えば、指の圧力、穏やかな割り裂き）を加えることにより基板１２および３２を完全に分離することができる。都合のよいことに、かつ先行技術の接合方法とは異なり、分離は充填層２２と基板１２または３２の間の強力な接着結合を克服する必要がない。その代わりに分離を生じさせるために周縁域１８および４０内のエッジボンド４６の接着剤を外す必要があるだけである。基板１２および／または３２の面はそれからすべての残渣物を取り除くのに必要な適切な溶媒できれいに洗い落とすことができる。
【００４５】
上記は本発明を実行する基本的な方法を記載しているが、一方で本発明による幾つかの代替の実施態様がある。例えば、上の実施態様では第１基板１２をデバイスウェーハーとして、および第２基板３２をキャリヤー基板として記載した。第１基板１２がキャリヤー基板で第２基板３２がデバイスウェーハーであることもまた受け入れられる。その場合、第１基板１２の前面１４はデバイス面ではなく、むしろキャリヤー面となる。同様に、第２基板３２の面３４はキャリヤー面ではなく、代わりにそれはデバイス面となる。言い換えれば、充填層はデバイスウェーハーではなくキャリヤーに塗工しても続く接合段階の間に同品質のスタック構造が形成できるということである。
【００４６】
さらに、上の実施態様では同じ基板１２に充填層２２およびエッジボンド４６を連続して塗工すると記述した。充填層２２およびエッジボンド４６の一方を第１基板１２に塗工し、充填層２２およびエッジボンド４６の他方を第２基板３２に塗工することもまた好適である。それから第１および第２基板を向かい合わせた形で両者を接合するために上述したように熱および／または圧力の下で一緒にプレスすることができる。
【００４７】
最後に、ある実施態様では充填層２２はデバイス面１４またはキャリヤー面３４のいずれとも強い接着結合を形成しないことが好適であるが、別の実施態様ではデバイス面１４またはキャリヤー面３４の一方としか強い接着結合を形成しないように充填層２２を調合することが望ましい場合もある。
【００４８】
図２を参照すると、別の代替実施態様が描かれているが、類似の部分は図１と同様に番号付けされている。この図に図解されているように、基板１２および３２、充填層２２、およびエッジボンド４６は処理順番が替わっていることを別にして、図１に関連して上に記述しているものと同じ材料で形成されている。すなわち、図２のステップ（ｃ’）を参照するとエッジボンド４６を形成する接合剤または封止材は充填層２２の塗工の後に、しかし第２基板３２を充填層２２と接触させる前に、隙間４４に塗布されている（ステップ（ｄ’）に表示）。
【００４９】
図１の実施態様の場合もそうであったように、第１基板１２がキャリヤー基板であり得るしさらに第２基板３２がデバイスウェーハーであり得る。さらに、その場合、第１基板１２の前面１４はデバイス面とはならず、むしろキャリヤー面になる。また、第２基板３２の面３４はキャリヤー面とはならず、代わりにデバイス面となる。この代替配置がとりわけ好都合なのは、図２のステップ（ｃ’）に示された構造体１０は第１基板１２をキャリヤー基板として供給して形成できるからである。それからこの構造体をエンドユーザーに供給しそこでデバイスウェーハーを構造体に接合してスタックにさらなる処理を受けさせる。斯くして、エンドユーザーは接着剤処理済みのキャリヤーを入手可能となり、エンドユーザーの処理工程を省略して利便性を付加できる。
【００５０】
図３ではさらに本発明による進んだ実施態様が描かれ、同じく類似の部分には類似の番号が用いられている。この実施態様において、充填層２２はラミネートとして供給され、これは第１基板１２に特定の材料に必要な熱、圧力、および／または真空の下で接着され充填層２２および前面１４の間に空洞がないことを確かなものにしている（図３のステップ（Ａ）参照）。ラミネートは適切な形状（例えば、円形）に予め切断されるかまたは適用後に機械的に切り整えられ、このため上で論じたように適正な寸法をした隙間４４が作られる。エッジボンド４６を形成する接合剤または封止材は充填層２２を形成するために用いるラミネートを適用した後、かつ第２基板３２を充填層２２と接触させる前に隙間４４に塗布される（ステップ（Ｃ）に表示）。
【００５１】
図１および２の実施態様の場合とも同様に、第１基板１２がキャリヤーウェーハーに、第２基板３２がデバイスウェーハーになり得る。さらに、この場合、第１基板１２の前面１４はデバイス面とはならず、むしろキャリヤー面となる。また、第２基板３２の面３４はキャリヤー面とはならず、代わりにデバイス面となる。図２の実施態様の場合と同様に、この代替配置はとりわけ好都合でそれは図３のステップ（Ｂ）に示された構造体１０はキャリヤー基板として供給された第１基板１２で製造できるからである。この構造体は次いでエンドユーザーに供給することができそこで構造体にデバイスウェーハーを接合しこのスタックにさらなる処理を受けさせる。
【００５２】
図４にさらに進んだ代替実施態様が描かれ、類似部分は類似の番号付けで描かれている。構造体４８が描かれている。構造体４８は、構造体４８がさらに第２層５０を含むことを除いて、図１のステップ（ｄ）に示された構造体１０に類似している（かつ同様に形成されている）。層５０は固着防止塗膜（例えば、金型離型剤）のような低接着力層であってもよく、背面または他の処理工程後の分離を促進するために塗布される。固着防止塗膜の使用により充填層２２が第１または第２基板１２または３２と非粘着または低接着力の界面を形成する必要性を少なくしている。
【００５３】
低接着力層の形を取る代わりに、層５０（縮尺は合っていない）は第１基板１２の前面１４上の領域で化学的に恒久的な非粘着表面層または充填材料が強くは接合できない表面層に改質された領域を表すことも可能である。このような改質は、例えば：（ａ）シリコン面を疎水性有機シラン、例えば（フルオロ）アルキルシラン（例えば、ペルフルオロアルキルトリクロロシラン）または（フルオロ）アルキルホスホナートで化学処理しその表面の自由エネルギーを減少させること；または（ｂ）低表面エネルギー塗膜（例えば、フッ化パリレンまたはパリレンＡＦ４）をキャリヤーに化学蒸気蒸着し恒久的な非粘着面を作り出すこと、を含むことができる。この様な取組の利点は充填層が基板と非粘着または低接着力な界面をもたらすことを除きどの様な特性の組合せ（例えば、厚み、溶解性、熱安定性）も選択可能なことである。表面改質が行われる場合、層５０の厚みは一般的には約１ｎｍから約５ｎｍのオーダーである。
【００５４】
最後に、層５０は低接着力層または表面改質である代わりに、第２高分子層に相当することもある。層５０は環状オレフィンポリマー類およびコポリマー類から成る群から選択され、その上に塗工される基板１２または３２ならびに接触する充填層２２に対し低接着力である高分子塗膜であってもよく、または層５０はフッ化ポリマー塗膜（例えば、ＤｕＰｏｎｔからＴｅｆｌｏｎＴＭの商品名で販売されているもの）のような恒久的な非粘着層であってもよい。層５０が低接着力高分子層である場合、少なくとも約０．５μｍの厚み、そしてより好ましくは約１μｍから約１０μｍで塗工（例えば、スピンコートにより）されることが好ましい。
【００５５】
層５０として高分子塗膜を用いることはエンドユーザーにはオーダーメイドによる利得という効果がある。例えば、層５０は非粘着または接着力が低い界面を第１基板１２と形成しエッジボンド４６が破壊または除去され次第この基板をたやすく分離することを容易にし、一方で第２基板３２には充填層２２をしっかり接着させておくこともできる。この形態の利点は充填層２２が非常に厚くてもよいこと（数百ミクロンまで）および洗浄溶媒中で速やかに分解するように選定しながらしかも第１基板１２と非粘着または接着力が低い界面を形成する必要が無いこと、または層の役割を入れ替えられることである。層５０および充填層２２の塗工は第１基板１２上で連続して実施することも、または二者択一的に、これらを別個に塗布し、先ず層５０または２２の一方ずつをそれぞれの基板上に置き、それから互いに接触するように据えることもできる。
【００５６】
用いた層５０に拘わらず、これは充填層２２と混ざり合っても、溶け込んでも、または反応してもいけない。さらに、これは均一にかつ空洞や他の欠陥が無いように塗工できるように選択されなくてはならない。
【００５７】
以前に論じた実施態様の場合とも同様に、基板１２および３２を入れ替え、第１基板１２をキャリヤー基板にそして第２基板３２をデバイスウェーハーにすることも可能である。さらに、この場合、第１基板１２の前面１４はデバイス面とはならず、むしろキャリヤー面となる。また、第２基板３２の面３４はキャリヤー面とはならず、代わりにデバイス面となる。この代替配置もまた好都合であり、それは図５に示した構造体４８’はキャリヤーウェーハーとして供給されている第１基板１２で製造できるからである。それからこの構造体をエンドユーザーに供給し、そこでこの構造体にデバイスウェーハーを接合しスタックにさらなる処理を受けさせる。斯くして、先の実施態様の場合と同じく、エンドユーザーは接着剤処理済みのキャリヤーを入手可能となり、エンドユーザーの処理工程を省略して利便性を付加できる。
【００５８】
本発明によるさらに進んだ実施態様が図６に描かれている。この実施態様において、構造体５２は、構造体５２が基板１２および層５０のみを備えることを除き、図５に示した構造体４８’に類似している。この実施態様において、基板１２は上で述べたようにキャリヤー基板であることが好ましい。この構造体をエンドユーザーに供給しそこではこれをキャリヤー基板として使用し処理工程中にデバイスウェーハーを支持する。
【００５９】
これで、充填層２２、エッジボンド４６、および層５０を形成するために用いられる材料について上に記述しつくした。これらの材料をハードニングなり硬化する手順は通常の当業者により直ちに選択および調整できることはいうまでもない。例えば、幾つかの実施態様において、後の除去および洗浄処理工程でより容易に溶解するため非硬化組成物を用いることが望ましいかも知れない。これらそれぞれの材料には、熱可塑性またはゴム様組成物（一般的に重量平均分子量が少なくとも約５０００ダルトン）、樹脂またはロジンタイプ組成物（一般的に重量平均分子量が約５０００ダルトン未満）、およびこれらの混合物が好適である。
【００６０】
他の実施態様においては、熱硬化性材料の方がより好適かも知れず、それ故に加熱により硬化または架橋する組成物が選択される。これは架橋剤および架橋を引き起こす処置と同様に潜在的にシステム内に触媒を必要とする。
【００６１】
さらに別の実施態様においては、光硬化系が好適かも知れない。これには硬化を開始するための処置（例えば、ＵＶ光の暴露）と共に系内にフリーラジカルの光開始剤または光生成触媒の使用が必要となる。この系は必要であれば、１００％固形分組成物として塗工できるという点で場合によっては利点がある。
【００６２】
上のことを用いて、シリコンベースの半導体デバイス、化合物半導体ベースのデバイス、埋込受動素子の配列（例えば、抵抗器、コンデンサー、インダクター）、ＭＥＭＳデバイス、マイクロセンサー、フォトニック回路デバイス、発光ダイオード、熱管理デバイス、および平面実装基板（例えば、インタポーザー）から成る群から選択されたものを含む幾つもの集積マイクロデバイスを製造することができるということは明らかで、これらに一つ以上の前述のデバイスが取り付けられてきたか取り付けられるであろう。
【実施例】
【００６３】
次に示す実施例は本発明に伴う好適な方法を示す。しかしながら、これらの実施例は説明のために提供するものでその中の何物も本発明の総合的範囲を制約するものと受け取るべきではないものとする。
【００６４】
＜実施例１＞
エッジ面は接着剤接合され中央面は化学的に改質
エポキシベースの感光レジスト（ＳＵ−８ ２００２、Ｍｉｃｒｏｃｈｅｍ社、マサチューセッツ州ニュートン）を１００ｍｍシリコンウェーハー（ウェーハー１）の表面上の外側端に分注しウェーハー面の約３〜５ｍｍ巾の部分を塗工した。フッ化シラン（（ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドラデシル）トリクロロシラン）をＦＣ−４０溶媒（主にＣ１２を伴ったペルフルオロ化合物、Ｆｌｕｏｒｉｎｅｒｔの商品名で販売、３Ｍから入手）を用い１％溶液まで希釈した。溶液をウェーハー１の表面上にスピンコートした。ウェーハー１をホットプレート上で１００℃で１分間焼いた。これをスピンコーター内でＦＣ−４０溶媒ですすぎ１００℃でさらに１分間焼いた。エポキシベースのフォトレジストはスピンコーター内でアセトンを用いて除去し、端部はフッ化シラン溶液の処理を受けないままに残した。
【００６５】
別の１００ｍｍシリコンウェーハー（ウェーハー２）をスピンコートにより接合組成物を塗布した（ＷａｆｅｒＢＯＮＤＴＭＨＴ１０．１０。Ｂｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ社、ミズーリー州ローラから入手可能）。このウェーハーを１１０℃で２分間、続いて１６０℃で２分間焼いた。塗工されたウェーハーを向かい合わせにし、加熱した真空および加熱チャンバー内で真空下で２２０℃で３分間接合した。これらは２枚のウェーハーの間の端部にカミソリ刃を挿入して剥離した。分離の後、接合組成物の塗膜の３〜５ｍｍ巾の輪だけが１の端部に移行し、一方塗膜の残りはウェーハー２に残っていた。この実施例のウェーハーのどちらもデバイスウェーハーまたはキャリヤーウェーハーと見なすことができる。
【００６６】
＜実施例２＞
端部面は接着剤接合、中央面は化学的に改質、さらに剥離は端部にくさびと共に溶媒ジェットを使用
エポキシベースの感光レジストを２００ｍｍシリコンウェーハー（ウェハー１）の表面上の外側端に分注しウェーハー面の約３〜５ｍｍ巾の部分を塗工した。フッ化シラン（（ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドラデシル）トリクロロシラン）をＦＣ−４０溶媒を用い１％溶液まで希釈した。溶液をウェーハー１の表円上にスピンコートした。ウェーハー１をホットプレート上で１００℃で１分間焼いた。これをスピンコーター内でＦＣ−４０溶媒ですすぎ１００℃でさらに１分間焼いた。エポキシベースのフォトレジストはスピンコーター内でアセトンを用いて除去し、端部はフッ化シラン溶液の処理を受けないままに残した。
【００６７】
別の２００ｍｍシリコンウェーハー（ウェーハー２）をスピンコートによりＷａｆｅｒＢＯＮＤＴＭＨＴ１０．１０接合組成物を塗布した。このウェーハーを１１０℃で２分間、１６０℃で２分間焼いた。塗工されたウェーハーを向かい合わせにし、加熱した真空および加熱チャンバー内で真空下で２２０℃で３分間接合した。ウェーハーの剥離はＷａｆｅｒＢＯＮＤＴＭＨＴ１０．１０の溶媒であるドデセンを接合されたウェーハーの端部に直接分注し接着組成物を溶解しておこない、この間ウェーハーを回転し接合されたウェーハーの端部を溶媒に曝した。溶媒が材料を端部からおよそ０．５〜１ｍｍまで溶解した後、これらがまだ回っているうちに、尖らせた円形ディスクをウェーハー間の端部に挿入した。これにより接合組成物が端部で無効となり、ウェーハーが分離された。分離の後、ＨＴ１０．１０の３〜５ｍｍ巾の塗膜の輪だけがウェーハー１の端部に移行し、一方で塗膜の残りはウェーハー２に残っていた。この実施例のウェーハーのどちらもデバイスウェーハーまたはキャリヤーウェーハーと見なすことができる。
【００６８】
＜実施例３＞
エッジ面は接着剤接合され中央面は離型材料を塗工
エポキシベースのネガティブ感光レジスト（ＳＵ−８ ２０１０の商品名で販売されている。Ｍｉｃｒｏｃｈｅｍ社から入手）を１００ｍｍガラスウェーハー上にスピンコートした。ウェーハーを１００℃で２分間焼いた。ＴｅｆｌｏｎＴＭ ＡＦ溶液（ＦＣ−４０内のＴｅｆｌｏｎＴＭ ＡＦ２４００、ＤｕＰｏｎｔから入手）をＳＵ−８ ２０１０の上にスピンコートした。次いで、ＦＣ−４０溶媒をウェーハー面の外側端に分注しウェーハー面から３〜５ｍｍ巾の部分のＴｅｆｌｏｎＴＭ ＡＦ塗膜を除去した。ウェーハーを１１０℃で２分間焼いた。ウェーハーをブランクの１００ｍｍシリコンウェーハーと向かい合わせにし、加熱した真空および加熱チャンバー内で真空下で１２０℃で３分間接合した。接合したウェーハーをガラスウェーハーの外側から広帯域ＵＶ光に暴露した。暴露したウェーハーを１２０℃で２分間焼きＳＵ−８ ２０１０塗膜を架橋した。これらは２つのウェーハーの間の端部にカミソリ刃を挿入して剥離した。分離後、シリコンウェーハーには外側の３〜５ｍｍに材料の輪だけがあり、一方中央では材料の移行はなかった。この実施例の何れのウェーハーもデバイスウェーハーまたはキャリヤーウェーハーと見なすことができる。
【００６９】
＜実施例４＞
エッジ面は接着剤接合され中央面は接着増進剤を塗工
始めに次のものを混合してシリコンアクリレートコポリマーを準備した：６２４ｇのメタクリロキシプロピルトリス（トリス−メチルシロキシ）シラン；３３６ｇのメタクリル酸グリシジル；および９．６ｇの過酸化ジクミル。次に、１４３０．４ｇの１−ブタノールを反応器に加え１時間で１１６℃まで加熱した。４時間かけてモノマー溶液を滴下し、１１６℃で２０時間重合を実行し固形物割合が４０．４％であるシリコンアクリレートコポリマーを生じた。
【００７０】
コポリマー溶液を１００ｍｍシリコンウェーハー（ウェーハー１）の面上にスピンコートした。次に、１−ブタノールをウェーハーの外側端に分注しウェーハー面の約３〜５ｍｍ巾の部分のシリコンアクリレートコポリマーをウェーハー面から除去した。ウェーハーをホットプレート上で１００℃で２分間焼いた。もう一つの１００ｍｍシリコンウェーハー（ウェーハー２）にＢｒｅｗｅｒＳｃｉｅｎｃｅ社のＷａｆｅｒＢＯＮＤＴＭ ＨＴ１０．１０ウェーハー接合組成物をスピンコートにより塗工した。それからこのウェーハーを１１０℃で２分間および１６０℃で２分間焼いた。塗工されたウェーハーを向かい合わせにし、加熱した真空および加熱チャンバー内で真空下で２２０℃で３分間接合した。これらは２つのウェーハーの間の端部にカミソリ刃を挿入して剥離された。分離後、ＨＴ１０．１０塗膜の３〜５ｍｍ巾の輪だけがウェーハー２の端部上に残り、一方で残りの塗膜はきれいにウェーハー１に移送されていた。この実施例の何れのウェーハーもデバイスウェーハーまたはキャリヤーウェーハーと見なすことができる。
【００７１】
＜実施例５＞
エッジ面は接着剤接合され中央面は何れの基板にも低接着力である材料で充填
実施例３で用いたＴｅｆｌｏｎＴＭ ＡＦ溶液を１００ｍｍシリコンウェーハー（ウェーハー１）面上にスピンコートした。次に、ＦＣ−４０溶媒をウェーハー面の外側端に分注しウェーハー面から３〜５ｍｍ巾部分のＴｅｆｌｏｎＴＭＡＦ塗膜を除去した。ウェーハーを１１０℃で２分間焼いた。ウェーハーの端部は ＷａｆｅｒＢＯＮＤＴＭ ＨＴ１０．１０ 接合組成物を材料が端部だけに分注されるようにスピンコートにより塗工された。ウェーハーはブランクの１００ｍｍシリコンウェーハー（ウェーハー２）と向かい合わせにし、加熱した真空および加熱チャンバー内で真空下で２２０℃で２分間接合した。ウェーハーは２枚のウェーハーの間の端部にカミソリ刃を挿入して剥離された。分離後、ウェーハー２の外側の３〜５ｍｍに接着材料の輪があっただけで、一方中央には材料の移送はなかった。この実施例の何れのウェーハーもデバイスウェーハーまたはキャリヤーウェーハーの何れとも見なすことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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