(57)【要約】【課題】半導体基板を暫定接合する多層接合層方式を提供する。【解決手段】本発明の接合方式では、層の少なくとも１つは半導体基板と直接接触し、この方式の少なくとも２つの層は互いに直接接触している。本発明では多層構造体内の異なる層が特定の機能を実行するため幾つかの処理選択肢が提供される。更に重要なことは、熱安定性の向上、過酷な背面処理ステップとの適合性の向上、封止によるウェーハー前面の衝撃保護、剥離ステップにおける応力の軽減、及び前面の欠陥減少を提供することによって、薄ウェーハーハンドリング溶液の性能を改善することである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
暫定接合方法であって、
背面及びデバイス面を有する第１の基板；
前記デバイス面に隣接し、軟化温度を有する第１の接合層；
前記第１の接合層に隣接し軟化温度を有する第２の接合層であって、前記第１の接合層の軟化温度は、前記第２の接合層の軟化温度よりも約２０℃以上高い、第２の接合層；及び、
キャリヤー面を有する第２の基板であって、前記第２の接合層は前記キャリヤー面に隣接する第２の基板；
を含むスタックを提供することと、
前記第１及び前記第２の基板を分離させること、
とを含む方法。
【請求項２】
前記第１の接合層の厚みＴ１は約２４μｍ以上である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２の接合層の厚みＴ３は約３５μｍ未満である請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の接合層の軟化点は約１００℃以上である請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の接合層の軟化点は約２２０℃未満である請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の接合層は、溶媒系中に溶解又は分散されたポリマー又はオリゴマーを含む組成物から形成され、前記ポリマー又はオリゴマーは、環状オレフィン、エポキシ、アクリル、シリコン、スチレン、ハロゲン化ビニル、ビニルエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、環状オレフィン、ポリオレフィンゴム、及びポリウレタン、エチレンプロピレンゴム、ポリアミドエステル、ポリイミドエステル、ポリアセタール、及びポリビニルブテロール、のポリマー及びオリゴマーから成る群から選択される請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の接合層は、溶媒系中に溶解又は分散されたポリマー又はオリゴマーを含む組成物から形成され、前記ポリマー又はオリゴマーは、環状オレフィン、エポキシ、アクリル、シリコン、スチレン、ハロゲン化ビニル、ビニルエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、環状オレフィン、ポリオレフィンゴム、及びポリウレタン、エチレンプロピレンゴム、ポリアミドエステル、ポリイミドエステル、ポリアセタール、及びポリビニルブテロール、のポリマー及びオリゴマーから成る群から選択される請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記デバイス面は、集積回路；ＭＥＭＳ；マイクロセンサ；電力半導体；発光ダイオード；光子回路；インターポーザ；埋め込み受動デバイス；及びシリコン、シリコンゲルマニウム、ガリウムヒ素、及びガリウム窒素上に製造される又はそれらから製造されるマイクロデバイス：から成る群から選択されるデバイスアレイを含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第２の基板はシリコン、サファイヤ、水晶、金属、ガラス、及びセラミックスから成る群から選択される材料を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記デバイス面は、半田バンプ；金属ポスト；金属ピラー；及びシリコン、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、ポリマー誘電体、窒化金属、及び金属シリサイドから成る群から選択される材料から形成される構造体：から成る群から選択される少なくとも１つの構造体を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１及び第２の基板を分離する前に前記スタックに、背面研削、化学機械研磨、エッチング、金属及び誘電体堆積、パターニング、不動態化、アニーリング、及びそれらの組合せから成る群から選択される処理を実行することを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記分離することは、前記第１及び第２の基板を分離可能にするために十分に前記第２の接合層を軟化させるよう前記スタックを十分に高い温度まで加熱することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記分離することの後に、前記第１の接合層を前記第１の基板から除去することを更に含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の接合層の少なくとも幾つかは、分離の後、前記第１の基板上に残り、後続の処理ステップ中に存在する請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
物品であって：
背面及びデバイス面を有する第１の基板；
前記デバイス面に隣接し、軟化温度を有する第１の接合層；
前記第１の接合層に隣接し軟化温度を有する第２の接合層であって、前記第１の接合層の軟化温度は、前記第２の接合層の軟化温度よりも約２０℃以上高い、第２の接合層；及び、
キャリヤー面を有する第２の基板であって、前記第２の接合層は前記キャリヤー面に隣接する、第２の基板；
を含む物品。
【請求項１６】
前記第１の接合層の厚みＴ１は少なくとも約２４μｍ以上である請求項１５に記載の物品。
【請求項１７】
前記第２の接合層の厚みＴ３は約３５μｍ未満である請求項１５に記載の物品。
【請求項１８】
前記第１の接合層の軟化点は約１００℃以上である請求項１５に記載の物品。
【請求項１９】
前記第２の接合層の軟化点は約２２０℃未満である請求項１５に記載の物品。
【請求項２０】
前記第１の接合層は、溶媒系中に溶解又は分散されたポリマー又はオリゴマーを含む組成物から形成され、前記ポリマー又はオリゴマーは、環状オレフィン、エポキシ、アクリル、シリコン、スチレン、ハロゲン化ビニル、ビニルエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、環状オレフィン、ポリオレフィンゴム、及びポリウレタン、エチレンプロピレンゴム、ポリアミドエステル、ポリイミドエステル、ポリアセタール、及びポリビニルブテロール、のポリマー及びオリゴマーから成る群から選択される請求項１５に記載の物品。
【請求項２１】
前記第２の接合層は、溶媒系中に溶解又は分散されたポリマー又はオリゴマーを含む組成物から形成され、前記ポリマー又はオリゴマーは、環状オレフィン、エポキシ、アクリル、シリコン、スチレン、ハロゲン化ビニル、ビニルエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、環状オレフィン、ポリオレフィンゴム、及びポリウレタン、エチレンプロピレンゴム、ポリアミドエステル、ポリイミドエステル、ポリアセタール、及びポリビニルブテロール、のポリマー及びオリゴマーから成る群から選択される請求項１５に記載の物品。
【請求項２２】
前記デバイス面は、集積回路；ＭＥＭＳ；マイクロセンサ；電力半導体；発光ダイオード；光子回路；インターポーザ；埋め込み受動デバイス；及びシリコン、シリコンゲルマニウム、ガリウムヒ素、及びガリウム窒素上に製造される又はそれらから製造されるマイクロデバイス：から成る群から選択されるデバイスアレイを含む請求項１５に記載の物品。
【請求項２３】
前記第２の基板は、シリコン、サファイヤ、水晶、金属、ガラス、及びセラミックスから成る群から選択される材料を含む請求項１５に記載の物品。
【請求項２４】
前記デバイス面は、半田バンプ；金属ポスト；金属ピラー；及びシリコン、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、ポリマー誘電体、窒化金属、及び金属シリサイドから成る群から選択される材料から形成される構造体：から成る群から選択される少なくとも１つの構造体を含む請求項１５に記載の物品。
【請求項２５】
暫定接合方法であって、
背面及びデバイス面を有する第１の基板；
前記デバイス面に隣接する第１の剛性層；
前記第１の剛性層に隣接する接合層；及び、
キャリヤー面を有する第２の基板であって前記接合層は前記キャリヤー面に隣接する、第２の基板、を含むスタックであって、
前記スタックは、
前記デバイス面と前記第１の剛性層との間のリフトオフ層；又は
前記接合層と前記キャリヤー面との間の第２の剛性層；の１つ又は両方を更に含む、スタック：を提供することと
前記第１及び第２の基板を分離することを含む方法。
【請求項２６】
前記第１の剛性層及び接合層はそれぞれ軟化温度を有し、前記第１の剛性層の軟化温度は、前記接合層の軟化温度よりも約２０℃以上高い請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１の剛性層の厚みＴ３は約１μｍ〜約３５μｍである請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記接合層の厚みＴ３は約１μｍ〜約３５μｍである請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
前記スタックは前記リフトオフ層を含み、前記リフトオフ層の厚みＴ１は約３μｍ未満である請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
前記スタックは前記第２の剛性層を含み、前記第２の剛性層の厚みＴ３は約１μｍ〜約３５μｍである請求項２５に記載の方法。
【請求項３１】
前記スタックは前記第２の剛性層を含み、前記第２の剛性層及び前記接合層はそれぞれ軟化温度を有し、前記第２の剛性層の軟化温度は、前記接合層の軟化温度よりも約２０℃以上高い請求項２５に記載の方法。
【請求項３２】
前記第１の剛性層の軟化点は約１００℃以上である請求項２５に記載の方法。
【請求項３３】
前記接合層の軟化点は約２２０℃未満である請求項２５に記載の方法。
【請求項３４】
前記接合層は、溶媒系中に溶解又は分散されたポリマー又はオリゴマーを含む組成物から形成され、前記ポリマー又はオリゴマーは、環状オレフィン、エポキシ、アクリル、シリコン、スチレン、ハロゲン化ビニル、ビニルエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、環状オレフィン、ポリオレフィンゴム、及びポリウレタン、エチレンプロピレンゴム、ポリアミドエステル、ポリイミドエステル、ポリアセタール、及びポリビニルブテロール、のポリマー及びオリゴマーから成る群から選択される請求項２５に記載の方法。
【請求項３５】
前記第１の剛性層は、溶媒系中に溶解又は分散されたポリマー又はオリゴマーを含む組成物から形成され、前記ポリマー又はオリゴマーは、環状オレフィン、エポキシ、アクリル、シリコン、スチレン、ハロゲン化ビニル、ビニルエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、環状オレフィン、ポリオレフィンゴム、及びポリウレタン、エチレンプロピレンゴム、ポリアミドエステル、ポリイミドエステル、ポリアセタール、及びポリビニルブテロール、のポリマー及びオリゴマーから成る群から選択される請求項２５に記載の方法。
【請求項３６】
前記スタックは前記リフトオフ層を含み、前記リフトオフ層は溶媒系中に溶解又は分散されたポリマーを含む組成物から形成され、前記ポリマーは、ポリ（ビニルピリジン）及びポリアミド酸から成る群から選択される請求項２５に記載の方法。
【請求項３７】
前記スタックは前記第２の剛性層を含み、前記第２の剛性層は、溶媒系中に溶解又は分散されたポリマー又はオリゴマーを含む組成物から形成され、前記ポリマー又はオリゴマーは、環状オレフィン、エポキシ、アクリル、シリコン、スチレン、ハロゲン化ビニル、ビニルエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、環状オレフィン、ポリオレフィンゴム、及びポリウレタン、エチレンプロピレンゴム、ポリアミドエステル、ポリイミドエステル、ポリアセタール、及びポリビニルブテロール、のポリマー及びオリゴマーから成る群から選択される請求項２５に記載の方法。
【請求項３８】
前記デバイス面は、集積回路；ＭＥＭＳ；マイクロセンサ；電力半導体；発光ダイオード；光子回路；インターポーザ；埋め込み受動デバイス；及びシリコン、シリコンゲルマニウム、ガリウムヒ素、及びガリウム窒素上に製造される又はそれらから製造されるマイクロデバイス：から成る群から選択されるデバイスアレイを含む請求項２５に記載の方法。
【請求項３９】
前記第２の基板は、シリコン、サファイヤ、水晶、金属、ガラス、及びセラミックスから成る群から選択される材料を含む請求項２５に記載の方法。
【請求項４０】
前記デバイス面は、半田バンプ；金属ポスト；金属ピラー；及びシリコン、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、ポリマー誘電体、窒化金属、及び金属シリサイドから成る群から選択される材料から形成される構造体：から成る群から選択される少なくとも１つの構造体を含む請求項２５に記載の方法。
【請求項４１】
前記第１及び第２の基板を分離することの前に、前記スタックに背面研削、化学機械研磨、エッチング、金属及び誘電体堆積、パターニング、不動態化、アニーリング、及びそれらの組合せから成る群から選択される処理を実行することを更に含む請求項２５に記載の方法。
【請求項４２】
前記分離することは、前記第１及び第２の基板を分離可能にするよう十分に前記接合層を軟化させるように十分に高い温度まで前記スタックを加熱すること、又は前記リフトオフ層が存在する場合に前記リフトオフ層を溶解させるように前記スタックを除去溶液に暴露すること、の１つ又は両方を含む請求項２５に記載の方法。
【請求項４３】
物品であって：
背面及びデバイス面を有する第１の基板；
前記デバイス面に隣接する第１の剛性層；
前記第１の剛性層に隣接する接合層；及び
キャリヤー面を有する第２の基板であって前記接合層が前記キャリヤー面に隣接する、第２の基板、を含み、
前記物品は：
前記デバイス面と前記第１の剛性層との間のリフトオフ層；又は、
前記接合層と前記キャリヤー面との間の第２の剛性層、
の１つ又は両方を更に含む物品。
【請求項４４】
前記第１の剛性層及び接合層はそれぞれ軟化温度を有し、前記第１の剛性層の軟化温度は、前記接合層の軟化温度よりも約２０℃以上高い請求項４３に記載の物品。
【請求項４５】
前記第１の剛性層の厚みＴ３は約１μｍ〜約３５μｍである請求項４３に記載の物品。
【請求項４６】
前記接合層の厚みＴ３は約１μｍ〜約３５μｍである請求項４３に記載の物品。
【請求項４７】
前記物品は前記リフトオフ層を含み、前記リフトオフ層の厚みＴ１は約３μｍ未満である請求項４３に記載の物品。
【請求項４８】
前記物品は前記第２の剛性層を含み、前記第２の剛性層の厚みＴ３は約１μｍ〜約３５μｍである請求項４３に記載の物品。
【請求項４９】
前記物品は前記第２の剛性層を含み、前記第２の剛性層及び前記接合層はそれぞれ軟化温度を有し、前記第２の剛性層の軟化温度は前記接合層の軟化温度よりも約２０℃以上高い請求項４３に記載の物品。
【請求項５０】
前記第１の剛性層の軟化点は約１００℃以上である請求項４３に記載の物品。
【請求項５１】
前記接合層の軟化点は約２２０℃未満である請求項４３に記載の物品。
【請求項５２】
前記接合層は溶媒系中に溶解又は分散されたポリマー又はオリゴマーを含む組成物から形成され、前記ポリマー又はオリゴマーは、環状オレフィン、エポキシ、アクリル、シリコン、スチレン、ハロゲン化ビニル、ビニルエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、環状オレフィン、ポリオレフィンゴム、及びポリウレタン、エチレンプロピレンゴム、ポリアミドエステル、ポリイミドエステル、ポリアセタール、及びポリビニルブテロール、のポリマー及びオリゴマーから成る群から選択される請求項４３に記載の物品。
【請求項５３】
前記第１の剛性層は、溶媒系中に溶解又は分散されたポリマー又はオリゴマーを含む組成物から形成され、前記ポリマー又はオリゴマーは、環状オレフィン、エポキシ、アクリル、シリコン、スチレン、ハロゲン化ビニル、ビニルエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、環状オレフィン、ポリオレフィンゴム、及びポリウレタン、エチレンプロピレンゴム、ポリアミドエステル、ポリイミドエステル、ポリアセタール、及びポリビニルブテロール、のポリマー及びオリゴマーから成る群から選択される請求項４３に記載の物品。
【請求項５４】
前記物品は前記リフトオフ層を含み、前記リフトオフ層は、溶媒系中に溶解又は分散されたポリマーを含む組成物から形成され、前記ポリマーはポリ（ビニルピリジン）及びポリアミド酸から成る群から選択される請求項４３に記載の物品。
【請求項５５】
前記物品は前記第２の剛性層を含み、前記第２の剛性層は、溶媒系中に溶解又は分散されたポリマー又はオリゴマーを含む組成物から形成され、前記ポリマー又はオリゴマーは、環状オレフィン、エポキシ、アクリル、シリコン、スチレン、ハロゲン化ビニル、ビニルエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、環状オレフィン、ポリオレフィンゴム、及びポリウレタン、エチレンプロピレンゴム、ポリアミドエステル、ポリイミドエステル、ポリアセタール、及びポリビニルブテロール、のポリマー及びオリゴマーから成る群から選択される請求項４３に記載の物品。
【請求項５６】
前記デバイス面は、集積回路；ＭＥＭＳ；マイクロセンサ；電力半導体；発光ダイオード；光子回路；インターポーザ；埋め込み受動デバイス；及びシリコン、シリコンゲルマニウム、ガリウムヒ素、及びガリウム窒素上に製造される又はそれらから製造されるマイクロデバイス：から成る群から選択されるデバイスアレイを含む請求項４３に記載の物品。
【請求項５７】
前記第２の基板はシリコン、サファイヤ、水晶、金属、ガラス、及びセラミックスから成る群から選択される材料を含む請求項４３に記載の物品。
【請求項５８】
前記デバイス面は、半田バンプ；金属ポスト；金属ピラー；及びシリコン、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、ポリマー誘電体、窒化金属、及び金属シリサイドから成る群から選択される材料から形成される構造体：から成る群から選択される少なくとも１つの構造体を含む請求項４３に記載の物品。
【請求項５９】
暫定接合方法であって、
背面及びデバイス面を有する第１の基板であって、前記デバイス面は
周縁域及び中央域を有する、第１の基板；
キャリヤー面を有する第２の基板；
前記周縁域及び前記キャリヤー面に隣接するエッジボンド；及び、
前記エッジボンドと前記デバイス面との間のリフトオフ層；
前記エッジボンドと前記キャリヤー面との間のリフトオフ層；
前記エッジボンドと前記デバイス面との間の接着増進剤層；
前記エッジボンドと前記キャリヤー面との間の接着増進剤層；
前記エッジボンドと前記デバイス面との間の接合層；及び、
前記エッジボンドと前記キャリヤー面との間の接合層；
から成る群から選択される少なくとも１つの層、
を含むスタックを提供することと
前記第１及び第２の基板を分離すること、
とを含む方法。
【請求項６０】
充填域を形成するために、前記中央域の少なくとも幾つかには前記エッジボンドが存在しない請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
前記スタックは、前記充填域中に充填層を更に含む請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
前記スタックは、
前記エッジボンドと前記デバイス面との間の接合層、及び
前記エッジボンドと前記キャリヤー面との間の接合層、
から成る群から選択される少なくとも１つの層を含む請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
前記デバイス面は、集積回路；ＭＥＭＳ；マイクロセンサ；電力半導体；発光ダイオード；光子回路；インターポーザ；埋め込み受動デバイス；及びシリコン、シリコンゲルマニウム、ガリウムヒ素、及びガリウム窒素上に製造される又はそれらから製造されるマイクロデバイス：から成る群から選択されるデバイスアレイを含む請求項５９に記載の方法。
【請求項６４】
前記第２の基板はシリコン、サファイヤ、水晶、金属、ガラス、及びセラミックスから成る群から選択される材料を含む請求項５９に記載の方法。
【請求項６５】
前記デバイス面は、
半田バンプ；金属ポスト；金属ピラー；及びシリコン、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、ポリマー誘電体、窒化金属、及び金属シリサイドから成る群から選択される材料から形成される構造体：から成る群から選択される少なくとも１つの構造体を含む請求項５９に記載の方法。
【請求項６６】
前記エッジボンドの幅「Ｄ」は約２ｍｍ〜約１５ｍｍである請求項５９に記載の方法。
【請求項６７】
前記エッジボンドは、溶媒系中に溶解又は分散されたポリマー又はオリゴマーを含む組成物から形成され、前記ポリマー又はオリゴマーは、環状オレフィン、エポキシ、アクリル、シリコン、スチレン、ハロゲン化ビニル、ビニルエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、環状オレフィン、ポリオレフィンゴム、及びポリウレタン、エチレンプロピレンゴム、ポリアミドエステル、ポリイミドエステル、ポリアセタール、及びポリビニルブテロール、のポリマー及びオリゴマーから成る群から選択される請求項５９に記載の方法。
【請求項６８】
前記第１及び第２の基板を分離することの前に、前記スタックに、背面研削、化学機械研磨、エッチング、金属及び誘電体堆積、パターニング、不動態化、アニーリング、及びそれらの組合せ、から成る群から選択される処理を実行することを更に含む請求項５９に記載の方法。
【請求項６９】
物品であって、
背面及びデバイス面を有する第１の基板であって、前記デバイス面は周縁域及び中央域を有する、第１の基板；
キャリヤー面を有する第２の基板；
前記周縁域及び前記キャリヤー面に隣接するエッジボンド；及び、
前記エッジボンドと前記デバイス面との間のリフトオフ層；
前記エッジボンドと前記キャリヤー面との間のリフトオフ層；
前記エッジボンドと前記デバイス面との間の接着増進剤層；
前記エッジボンドと前記キャリヤー面との間の接着増進剤層；
前記エッジボンドと前記デバイス面との間の接合層；及び、
前記エッジボンドと前記キャリヤー面との間の接合層；
から成る群から選択される少なくとも１つの層、
を含む物品。
【請求項７０】
充填域を形成するために、前記中央域の少なくとも幾らかには前記エッジボンドが存在しない請求項６９に記載の物品。
【請求項７１】
前記物品は、前記充填域中に充填材料を更に含む請求項７０に記載の物品。
【請求項７２】
前記スタックは、
前記エッジボンドと前記デバイス面との間の接合層、及び
前記エッジボンドと前記キャリヤー面との間の接合層
から成る群から選択される少なくとも１つの層を含む請求項７１に記載の物品。
【請求項７３】
前記第１の基板は、集積回路；ＭＥＭＳ；マイクロセンサ；電力半導体；発光ダイオード；光子回路；インターポーザ；埋め込み受動デバイス；及びシリコン、シリコンゲルマニウム、ガリウムヒ素、及びガリウム窒素上に製造される又はそれらから製造されるマイクロデバイス：から成る群から選択されるデバイスアレイを含むデバイス面を有するデバイスウェーハーを含む請求項６９に記載の物品。
【請求項７４】
前記第２の基板は、シリコン、サファイヤ、水晶、金属、ガラス、及びセラミックスから成る群から選択される材料を含む請求項６９に記載の物品。
【請求項７５】
前記デバイス面は、
半田バンプ；金属ポスト；金属ピラー；及びシリコン、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、ポリマー誘電体、窒化金属、及び金属シリサイドから成る群から選択される材料から形成される構造体：から成る群から選択される少なくとも１つの構造体を含む請求項６９に記載の物品。
【請求項７６】
前記エッジボンドの幅「Ｄ」は約２ｍｍ〜約１５ｍｍである請求項６９に記載の物品。
【請求項７７】
前記エッジボンドは溶媒系中に溶解又は分散されたポリマー又はオリゴマーを含む組成物から形成され、前記ポリマー又はオリゴマーは、環状オレフィン、エポキシ、アクリル、シリコン、スチレン、ハロゲン化ビニル、ビニルエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリオレフィンゴム、及びポリウレタン、エチレンプロピレンゴム、ポリアミドエステル、ポリイミドエステル、ポリアセタール、及びポリビニルブテロール、のポリマー及びオリゴマーから成る群から選択される請求項６９に記載の物品。
【請求項７８】
暫定接合方法であって、
背面及びデバイス面を有する第１の基板、
前記デバイス面に隣接するクリーニング層、
前記クリーニング層に隣接する第１の層であって、前記第１の層は接合層及び剛性層から成る群から選択される、第１の層、及び
キャリヤー面を有する第２の基板であって前記第１の層が前記キャリヤー面に隣接する、第２の基板；を含むスタックを提供することと、
前記第１及び第２の基板を分離することと、
前記クリーニング層、及び前記分離することの後に残った任意の第１の層を実質的に除去するように、前記クリーニング層を除去溶液に接触させること、
とを含む方法。
【請求項７９】
前記第１の層と前記キャリヤー面との間の第２の接合層を更に含む請求項７８に記載の方法。
【請求項８０】
前記接触させることは、前記第２の接合層を実質的に除去する請求項７９に記載の方法。
【請求項８１】
前記分離することは、前記第１及び第２の基板を分離可能にするために前記第１の層を十分に軟化させるよう十分高い温度まで前記スタックを加熱することを含む請求項７８に記載の方法。
【請求項８２】
前記分離することは、前記第１及び第２の基板を分離可能にするために前記第２の接合層を十分に軟化させるよう十分高い温度まで前記スタックを加熱することを含む請求項７０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（米国政府支援研究開発プログラム）
本発明は米陸軍宇宙ミサイル防衛司令部によって与えられた契約番号ＤＡＳＧ６０−０１−Ｃ−００４７に基づく政府支援の下でなされた。米国政府は本発明において特定の権利を有する。
【０００２】
（関連出願）
本願は「薄ウェーハーハンドリングのための多層接合層（ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＢＯＮＤＩＮＧ ＬＡＹＥＲＳ ＦＯＲ ＴＨＩＮ−ＷＡＦＥＲ ＨＡＮＤＬＩＮＧ）」と題する、２０１０年８月６日提出の米国仮出願第６１／３７１，５１７号の優先権を主張するものであり当該出願全体を引用として本明細書に含める。
【０００３】
本発明は、広くは、多層接合システムを利用する新規な暫定ウェーハー接合方法に関する。本発明の方法は、ウェーハーの薄層化及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】
【０００４】
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１〜１２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。
【０００５】
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ビアまたは「ＴＳＶ」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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
通常のキャリヤー材料にはシリコン（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。
【０００９】
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。
【００１０】
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コートすることができる。コーティング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。次にコーティング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体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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
これら先行技術による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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の課題は、暫定接合方法を提供することによって上記のような先行技術による問題を克服することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この暫定接合方法は、
背面及びデバイス面を有する第１の基板；
デバイス面に隣接し、軟化温度を有する第１の接合層；
第１の接合層に隣接し、軟化温度を有する第２の接合層であって、第１の接合層の軟化温度は、第２の接合層の軟化温度よりも約２０℃以上高い、第２の接合層；及び、
キャリヤー面を有する第２の基板であって、第２の接合層はキャリヤー面に隣接する、第２の基板；
を含むスタックを提供することと、
第１及び第２の基板を分離させることとを含む。
【００１９】
本発明は、また、背面及びデバイス面を有する第１の基板を含む物品を提供する。この物品は、更に、
デバイス面に隣接し、軟化温度を有する第１の接合層；
第１の接合層に隣接し軟化温度を有する第２の接合層であって、第１の接合層の軟化温度は、第２の接合層の軟化温度よりも約２０℃以上高い、第２の接合層；及び、
キャリヤー面を有する第２の基板であって、第２の接合層はキャリヤー面に隣接する、第２の基板；
を含む。
【００２０】
本発明の更なる実施形態において暫定接合方法が提供される。この方法では、
背面及びデバイス面を有する第１の基板；
デバイス面に隣接する第１の剛性層；
第１の剛性層に隣接する接合層；及び、
キャリヤー面を有する第２の基板であって、キャリヤー面に隣接する、第２の基板
を含むスタックであって、
デバイス面と第１の剛性層との間のリフトオフ層；又は
接合層とキャリヤー面との間の第２の剛性層；の１つ、又は両方を更に含む、スタックが提供される。
【００２１】
次に、第１及び第２の基板が分離される。
【００２２】
また、本発明は、
背面及びデバイス面を有する第１の基板を含む物品を提供する。物品は、
デバイス面に隣接する第１の剛性層；
第１の剛性層に隣接する接合層；及び
キャリヤー面を有する第２の基板を更に含む。接合層はキャリヤー面に隣接し、物品は
デバイス面と第１の剛性層との間のリフトオフ層；又は、
接合層とキャリヤー面との間の第２の剛性層、
の１つ又は両方を更に含む。
【００２３】
本発明の更なる実施形態において暫定接合方法が提供される。この方法は、
背面及びデバイス面を有する第１の基板であって、デバイス面は周縁域及び中央域を有する、第１の基板；
キャリヤー面を有する第２の基板；
周縁域及びキャリヤー面に隣接するエッジ接合部（以下エッジボンドという）；及び、
エッジボンドとデバイス面との間のリフトオフ層；
エッジボンドとキャリヤー面との間のリフトオフ層；
エッジボンドとデバイス面との間の接着増進剤層；
エッジボンドとキャリヤー面との間の接着増進剤層；
エッジボンドとデバイス面との間の接合層；及び、
エッジボンドとキャリヤー面との間の接合層；
から成る群から選択される少なくとも１つの層、
を含むスタックを提供する。
【００２４】
次に第１及び第２の基板が分離される。
【００２５】
本発明の最終の実施形態において、物品が提供される。物品は、
背面及びデバイス面を有する第１の基板であって、デバイス面は
周縁域及び中央域を有する、第１の基板；
キャリヤー面を有する第２の基板；
周縁域及びキャリヤー面に隣接するエッジボンド；及び、
エッジボンドとデバイス面との間のリフトオフ層；
エッジボンドとキャリヤー面との間のリフトオフ層；
エッジボンドとデバイス面との間の接着増進剤層；
エッジボンドとキャリヤー面との間の接着増進剤層；
エッジボンドとデバイス面との間の接合層；及び、
エッジボンドとキャリヤー面との間の接合層；
から成る群から選択される少なくとも１つの層、
を含む。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施例５〜９に更に例示される本発明の好ましい実施形態を示す概略断面図である。
【図２】厚みを決定する方法を示す概略断面図である。
【図３】実施例１０〜１６に更に例示される本発明のもう１つの実施形態を示す概略断面図である。
【図４】実施例１７に更に例示される本発明の代替の実施形態を示す概略断面図である。
【図５】図４に示される本発明の実施形態の変形を示す概略断面図である。
【図６】本発明の代替の実施形態を示す概略断面図である。
【図７】図６に示す実施形態の変形を示す概略断面図である。
【図８】本発明の代替の実施形態を示す概略断面図である。
【図９】図６に示す実施形態の変形を示す概略断面図である。この変形は実施例１８で例示されるプロセスに類似している。
【００２７】
(好適実施例の詳細な説明)
より詳細には、本発明は、多層接合方式を用いてマイクロエレクトロニクス構造体を形成する方法を提供する。本発明のある一定の好適実施形態を図面で示し明細書で説明するが、これらの開示は例示するためにのみ示されていることを理解されたい。本発明の実施形態は、本明細書中で、本発明の理想の実施形態の概略図である断面図を参照して関連して説明される。従って製造技術及び／又は許容差によって図面の形状からの変形が予期されるものとする。本発明の原理を特定の開示された実施形態に限定する意図はない。例えば、図中、層及び領域のサイズ及び相対的なサイズが明確にする目的で誇張されている場合もある。また、本発明の実施形態は本明細書で示される領域の特定の形状に限定するものとして解釈すべきではなく、例えば製造などの結果の形状の偏差を含むものとする。例えば矩形として示される領域が円形又は湾曲した特徴を有していてもよい。このように図面で示した領域は本質的に概略であり、その形状はデバイス又はトポグラフィの領域の正確な形状を示すように意図したものではなく、また本発明の範囲を限定することを意図したものではない。
【００２８】
（１．二層接合方式Ｉ）
図１（ａ）を参照すると、前躯体構造体１０が概略断面図として示されている。構造体１０は第１の基板１２を含む。基板１２は前面又はデバイス面１４、背面１６、及び最外側エッジ１８を有する。基板１２は任意の形状でよいが、通常は円形形状である。好ましい第１の基板１２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、及び、シリコン、又はシリコンゲルマニウム、ガリウムヒ素、およびガリウム窒素のような半導体材料上に製造される又はそれらから製造される他のマイクロデバイス、から成る群から選択されたデバイスアレイ（図示されていない）を含む。これらのデバイスの表面は一般に以下の材料の１つ以上から形成された構造体（これも図示されていない）を含む：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（例えば、銅、アルミニウム、金、タングステン、タンタル）、低ｋ誘電体、高分子誘電体、および各種窒化金属および金属シリサイド。またデバイス面１４は、半田バンプ；金属ポスト；金属ピラー；及びシリコン、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、ポリマー誘電体、窒化金属、及び金属シリサイドから成る群から選択される材料から形成される構造体：から成る群から選択される少なくとも１つの構造体を含むことができる。
【００２９】
図１（ａ）に示すようにデバイス面１４上に第１の接合層２０を形成するように、第１の基板１２に組成物が適用される。接合層２０は第１の基板１２から離れた上部表面２１を有し、好ましくは、第１の接合層２０はデバイス面１４に直接隣接して形成される（即ち、第１の接合層２０と基板１２との間に中間層が存在しない）。組成物は任意の既知の方法によって適用することができる。１つの好ましい方法は、速度約５００ｒｐｍ〜約５，０００ｒｐｍ（好ましくは約５００ｒｐｍ〜約２，０００ｒｐｍ）で、時間約５秒〜約１２０秒（好ましくは約３０秒〜約９０秒）間、組成物をスピンコートすることである。組成物を適用した後、温度約８０℃〜約２５０℃、より好ましくは約１７０℃〜約２２０℃で時間約６０秒〜約８分（好ましくは約９０秒〜約６分）間加熱することが好ましい。第１の接合層２０を形成するために用いられる組成物に依存して、焼成によって架橋反応が開始され層２０を硬化することができる。幾つかの実施形態では、用いられる組成物に応じて、層に多段焼成プロセスを施すことが好ましい。また幾つかの例では、組成物の更なるアリコットを用いて上述の適用及び焼成プロセスが繰り返され、多数のステップによって、第１の接合層２０が第１の基板１２上に「構築される」。
【００３０】
第２の前駆体構造体２２も図１（ａ）の概略断面図に示されている。第２の前駆体構造体２２は第２の基板２４を含む。この実施形態では、第２の基板２４はキャリヤーウェーハーである。即ち、第２の基板２４は前面又はキャリヤー面２６、背面２８、及び最外側エッジ３０を有する。第２の基板２４は任意の形状でよいが、通常は円形形状であり、第１の基板１２と同じサイズである。好ましい第２の基板２４はシリコン、サファイヤ、水晶、金属（例えば、アルミニウム、銅、鋼）、並びに種々のガラス及びセラミックスを含む。
【００３１】
図１（ａ）に示すように、キャリヤー面２６上に第２の接合層３２を形成するように、第２の組成物が第２の基板２４に適用される。第２の接合層３２は、第２の基板２４から離れた上部表面３３、及び第２の基板２４に隣接する下部表面３５を有する。好ましくは、第２の接合層３２はキャリヤー面２６に直接隣接して形成される（即ち、第２の接合層３２と第２の基板２４との間に中間層が存在しない）。組成物は任意の既知の適用方法によって適用してよく、１つの好ましい方法は、組成物を、速度約５００ｒｐｍ〜約５，０００ｒｐｍ（好ましくは約５００ｒｐｍ〜約２，０００ｒｐｍ）で、時間約５秒〜約１２０秒（好ましくは約３０秒〜約９０秒）間スピンコートすることである。組成物が適用された後、好ましくは、温度約８０℃〜約２５０℃、より好ましくは約１７０℃〜約２２０℃へ、時間約６０秒〜約８分（好ましくは約９０秒〜約６分）間加熱される。第２の接合層３２を形成するために使用される組成物に依存して、焼成によって架橋反応が開始され層３２を硬化することができる。幾つかの実施形態では、使用される組成物に応じて、層に多段焼成プロセスを施すことが好ましい
【００３２】
第１及び第２の接合層２０及び３２（並びに本明細書中に説明する他の層）の厚みは、図２を参照することによって最良に説明される。類似の番号が類似の部分を示すように用いられている。デバイス面１４上に存在する上述のデバイスや、隆起した特徴、コンタクト孔、ビア孔、ライン、トレンチ等によるデバイス面１４上のトポグラフィの変動を概略的に示すように、デバイス面１４が図２に示されている。デバイス面１４上に見られる様々な特徴の中に、最も高い特徴３６及び最も低い特徴３８がある（本明細書中に用いられる場合、「最も高い」は、特徴が第１の基板１２の背面１６から最も遠くまで延在している特徴を指し、一方「最も低い」は、その最下点が第１の基板１２の背面に最も近い特徴を指す）。最も高い特徴３６は最上表面３６ａを有し、一方最も低い特徴３８は最下表面又は最下点３８ａを有する。トポグラフィが存在する(即ち、平面ではない) 表面に適用される層の厚みを指すときは、２つの厚みを参照としてもよい。Ｔ１は、図２に例示されるように最下表面又は最下点３８ａによって定義される下側平面４０から上部表面２１に延びる距離を示す。Ｔ２は最上表面３６ａの上で測定した層の厚みを示す。具体的には、図２に示すように、この厚みＴ２は上側表面４２から始まり上部表面２１まで延びる。平面の（又は実質的に平面の）表面に適用された層の厚みを指すときは、その厚みは図２のＴ３で表され、層３２の下部表面３５と上部表面３３との間の距離である。最後に、幾つかの例では厚みＴ４が用いられ、これは下側平面４０から上側表面４２までの距離を示す。全ての厚みは５つの測定値の平均の厚みを示す。
【００３３】
本発明の実施形態において、第１の接合層２０は、好ましくは厚みＴ１を有し、厚みＴ１は、少なくともＴ４に等しく、好ましくは約１．１Ｔ４〜約１．５Ｔ４、より好ましくは約１．２Ｔ４〜約１．３Ｔ４である。この結果、典型的には、厚みＴ１が、少なくとも約２４μｍ、より好ましくは約４５μｍ〜約２００μｍ、更により好ましくは約５０μｍ〜約１５０μｍとなる。更に、第１の接合層２０は好ましくは厚みＴ２を有し、厚みＴ２は約５μｍ以上、より好ましくは約５μｍ〜約５０μｍ、更により好ましくは約１０μｍ〜約３０μｍである。第２の接合層３２は厚みＴ３を有し、厚みＴ３は約３５μｍ未満、好ましくは約１μｍ〜約３５μｍ、より好ましくは約１μｍ〜約２５μｍ、更により好ましくは約１μｍ〜約１５μｍである。
【００３４】
第１の接合層２０は好ましくは軟化点（環球式軟化点）を有し、その軟化点は第２の接合層３２の軟化点より、約２０℃以上高く、より好ましくは約２０℃〜約２００℃高く、更により好ましくは約２０℃〜約１００℃高い。この結果、典型的には、第１の接合層２０の軟化点は約１００℃以上、好ましくは約１５０℃〜約４００℃、より好ましくは約２００℃〜約３００℃となる。更に、第２の接合層３２の典型的な軟化点は、約２２０℃未満、好ましくは約５０℃〜約２２０℃、より好ましくは約１００℃〜約１５０℃となる。
【００３５】
第１及び第２の接合層２０及び３２が形成される材料は、第１及び第２の基板１２及び２４それぞれと並びに互いに強固な接着剤接合を形成できるものでなければならない。ＡＳＴＭＤ４５４１／Ｄ７２３４の測定で、接着強さが約５０ｐｓｉｇより上、好ましくは約８０ｐｓｉｇ〜約２５０ｐｓｉｇ、より好ましくは約１００ｐｓｉｇ〜約１５０ｐｓｉｇであるものが第１及び第２の接合層２０及び３２として使用するのに望ましい。
【００３６】
有利なことに、第１及び第２の接合層２０及び３２を形成するために用いる組成物は、上述の特性を有する層内に形成可能とされる市販の接合組成物から選択することができる。典型的には、そのような組成物は有機であり、溶媒系中に溶解又は分散されたポリマー又はオリゴマーを含む。ポリマー又はオリゴマーは、典型的には、環状オレフィン、エポキシ、アクリル、シリコン、スチレン、ハロゲン化ビニル、ビニルエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、環状オレフィン、ポリオレフィンゴム、及びポリウレタン、エチレンプロピレンゴム、ポリアミドエステル、ポリイミドエステル、ポリアセタール、及びポリビニルブテロールの、ポリマー又はオリゴマーから成る群から選択される。典型的な溶媒系はポリマー又はオリゴマーの選択に依存する。組成物の総重量を１００重量％としたときに、組成物の典型的な固形分は、約１重量％〜約６０重量％、好ましくは約３重量％〜約４０重量％の範囲となる。幾つかの適切な組成物が、各々参照として本明細書中に含まれる、米国特許公開番号第２００７／０１８５３１０号、第２００８／０１７３９７０号、第２００９／００３８７５０号、及び２０１０／０１１２３０５号に記載されている。
【００３７】
次に構造体１０及び２２は、第１の接合層２０の上部表面２１が第２の接合層３２の上部表面３３に接触するように向かい合わせにされ一緒にプレスされる（図１（ｂ））。プレスされると同時に、十分な時間十分な圧力及び熱が加えられて、これら２つの構造体１０及び２２の接合が有効になり接合されたスタック３４が形成される。接合パラメータは、接合層２０及び３２が形成される組成物に依存して変動するが、このステップの典型的な温度範囲は、約１５０℃〜約３７５℃の範囲、好ましくは約１６０℃〜約３５０℃の範囲であり、典型的な圧力範囲は、約１，０００Ｎ〜約５，０００Ｎ、好ましくは約２，０００Ｎ〜約４，０００Ｎであり、時間は約３０秒〜約５分、より好ましくは約２分〜約４分である。
【００３８】
この段階で、第１の基板１２は安全にハンドリングすることができ、第２の基板２４に接合されていなければ第１の基板に損傷を与え損ねなかった更なる処理を施すことができる。このように、基板１２及び２４の分離を起こすことなく構造体に、背面研削、ＣＭＰ、エッチング、金属及び誘電体堆積、パターニング（例えば、フォトリソグラフィ、ビアエッチング）、不動態化、アニーリング、及びそれらの組合せ等の背面処理を安全に施すことができ、またこれらの後処理ステップ中に遭遇する任意の化学薬品が浸入することもない。第１の接合層２０及び第２の接合層３２は、これらのプロセスに耐えられるだけでなく、最大約４５０℃、好ましくは約２００℃〜約４００℃、より好ましくは約２００℃〜約３５０℃の処理温度にも耐えうる。
【００３９】
処理が完了すると、基板１２及び２４は、多くの分離方法（図示せず）によって分離することができる。１つの方法では第１及び第２の接合層２０、３２の１つ又は両方を溶媒（例えば、リモネン、ドデセン、プロピレングリコールモノエチルエーテル（ＰＧＭＥ））中に溶解する。或いは、最初にレーザ切断、プラズマエッチング、ウォータージェッティング、又は、第１及び第２の接合層２０、３２を効果的にエッチング又は分解するその他の高エネルギー技術を用いて第１及び第２の接合層２０、３２の１つ又は両方の周囲を機械的に分解又は破壊することによって基板１２及び２４を分離することができる。また、最初に第１及び第２の接合層２０、３２を貫通して鋸引き又は切断するかもしくは層２０、３２を何らかの同等手段を用いて切り裂くことも適切である。上述の手段のどれを用いるかに拘らず、その後、低機械力（例えば、指の圧力、緩やかな割り裂き）を加えることにより基板１２及び２４を完全に分離させることができる。
【００４０】
最も好ましい分離方法は、接合されたスタック３４を、約１００℃以上、好ましくは約１５０℃〜約２２０℃、より好ましくは約１８０℃〜約２００℃の温度に加熱することである。これらの温度で、第２の接合層３２が軟化し、基板１２及び２４を分離させる（例えば、参照として本明細書に含まれる、米国特許公開番号第２００８／０２０００１１号に記載されるようなスライド剥離方法によって）ことは理解されるであろう。分離後、残留する第１又は第２の接合層２０及び３２を、特定の層２０又は３２を溶解する性能のある溶媒を用いて除去することができる。幾つかの実施形態では、第１の接合層２０を形成するための組成物は、その一部又は全部が第１の基板１２上に永久的に残ることが適切であるように選択される。その場合、第１の接合層２０が後続のウェーハー処理ステップにおいて何らかの機能（例えば、間隙充填）を実行する。これは先行技術のプロセスにはなかった有利な点である。
【００４１】
この二層の実施形態が多くの利点を提供することは理解されるであろう。本発明の方法により、構造体の接合温度及び全体の熱安定性を制御することができる。即ち、本発明の方法は、より高い処理温度の使用を可能にすると同時により低い温度で接合及び剥離を可能にする。
【００４２】
（２．二層接合方式ＩＩ）
第２の二層接合方式を図３に示す。類似の番号は類似の部分を表す。この実施形態では、上部表面４６及び下部表面４８を有する「クリーニング層」又はリフトオフ層４４がデバイス面１４上に形成される。リフトオフ層４４は、任意の既知の適用方法によって形成することができ、１つの好ましい方法では、層４４を形成するために用いられる組成物を、速度約５００ｒｐｍ〜約５，０００ｒｐｍ（好ましくは約５００ｒｐｍ〜約２，０００ｒｐｍ）で、時間約５秒〜約１２０秒（好ましくは約３０秒〜約９０秒）の間、スピンコートする。組成物は、適用された後、好ましくは、温度約６０℃〜約２５０℃、より好ましくは約８０℃〜約２２０℃に、時間約６０秒〜約４分（好ましくは約９０秒〜約２分）間、加熱される。幾つかの実施形態では、使用される組成物に応じて、層に多段焼成プロセスを施すことが好ましい。リフトオフ層４４を形成するために用いられる組成物に依存して、焼成によって架橋反応が開始され層４４を硬化することができる。
【００４３】
リフトオフ層４４は好ましくは厚みＴ１を有し、厚みＴ１は約３μｍ未満、より好ましくは約０．５μｍ〜約３μｍ、更により好ましくは約１μｍ〜約１．５μｍである。別の実施形態では、リフトオフ層４４が共形層であり、 そのため上述の厚みを有しない。
【００４４】
リフトオフ層４４を形成するために用いられる組成物は、１％の塩化水素酸水溶液、５０％の酢酸水溶液、イソプロパノール、１−ドデセン、Ｒ−リモネン、シクロペンタノン、ＰＧＭＥ、及びテトラメチルアンモニウム水酸化物（ＴＭＡＨ）から成る群から選択される溶液中で層４４が可溶性であるように選択されるべきである。より詳細には、リフトオフ層４４は、特定の除去溶液に接触してから約４〜５時間の後に、約９５％以上、好ましくは約９９％以上、好ましくは１００％溶解／除去される。
【００４５】
リフトオフ層４４を形成するために好ましい組成物は上述の特性を持つ市販の組成物から選択することができる。そのような組成物の例には、ポリ（ビニルピリジン）及びポリアミド酸から成る群から選択される組成物が含まれる。これら２種の好ましい組成物は、ＰｒｏＬＩＦＴ（Ｒ）及び、湿式現像可能な材料のＷＧＦシリーズ（Ｂｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ社から入手可能）である。使用が特に好ましい組成物は参照として本明細書に含まれる、米国特許公開番号第２００９／００３５５９０号に記載されている。
【００４６】
次にリフトオフ層４４上に接合層２０が形成される（図３（ｂ））。接合層２０は、好ましくは、図１に関連して説明したような厚みＴ１、及び、約５μｍ以上、より好ましくは約５μｍ〜約５０μｍ、更により好ましくは約１０μｍ〜約３０μｍの厚みＴ２を有する。次に第２の基板２４が上述のように接合層２０に接合され（図３（ｃ））、接合されたスタック５０を形成する。次に接合されたスタック５０に上述のような更なる処理を施すことができる。
【００４７】
第１及び第２の基板１２及び２４の分離の準備が整うと、接合されたスタック５０は、上述の除去溶液の１つに暴露され（好ましくは約１分〜約５時間、より好ましくは約２分〜約６０分の間）、その結果、溶液がリフトオフ層４４を溶解して、基板１２及び２４が分離される。有利なこととして、リフトオフ層４４が「クリーニング」層として機能する実施形態では、基板１２及び２４を分離させるために十分に接合層２０を軟化させるよう加熱することによって基板１２及び２４を分離させることができる。基板１２及び２４が分離されると、リフトオフ／クリーニング層４４を除去溶液によって除去することができ、これは同時に残っているすべての接合層２０残留物も除去する。
【００４８】
（３．三層接合方式Ｉ）
第１の三層接合方式が図４に示される。類似の番号は類似の部分を表す。図４に示される実施形態は、図３に示されるものと類似しているが、図３の第１の接合層２０が第２の接合層３２に変わり、「クリーニング」又はリフトオフ層４４と第２の接合層３２との間に付加的な層が追加されているところが異なっている。詳細には、リフトオフ層４４がデバイス面１４上に形成された後（上述したように、及び図４（ａ）参照）、上部表面５４及び下部表面５６を有する剛性層５２がリフトオフ層４４の上部表面４６上に形成される（図４（ｂ））。本明細書中に用いられる場合「剛性」はレオメータの測定で１ＧＰａ以上の高い剛性率を指す。更に、「剛性」は、処理温度（典型的には約１５０℃〜約４００℃、好ましくは約２００℃〜約３００℃）で流動することのない層を指す。
【００４９】
剛性層５２を形成するために用いられる組成物は、第１の接合層２０に関して上述した組成物と同じ種類である。更に、剛性層５２は第１の接合層２０に関して上述したものと同様の方法で形成される（リフトオフ層４４が事実上共形である場合は、図１に関して説明されたものと同様の厚みを含む）。剛性層５２は（リフトオフ層４４が事実上共形でない場合）好ましくは約１μｍ〜約３５μｍ、より好ましくは約１μｍ〜約２５μｍ、更により好ましくは約１μｍ〜約１５μｍの厚みＴ３を有する。
【００５０】
図４（ｃ）を参照すると、第２の接合層３２が剛性層５２の上部表面５４上に、既に説明したものと同様の適用方法及び組成物の種類を用いて形成される。この実施形態では、第２の接合層３２の厚みＴ３は、約１μｍ〜約３５μｍ、より好ましくは約１μｍ〜約２５μｍ、更により好ましくは約１μｍ〜約１５μｍである。
【００５１】
剛性層５２は、好ましくは第２の接合層３２の軟化点よりも、約２０℃以上高い、より好ましくは約２０℃〜約３００℃高い、更により好ましくは約２０℃〜約１００℃高い軟化点を有する。この結果、典型的には、剛性層５２の軟化点は、約１００℃以上、好ましくは約１５０℃〜約４００℃、より好ましくは約２００℃〜約３００℃となる。
【００５２】
第２の基板２４は上述のように接合層３２に接合され、接合されたスタック５８を形成する（図４（ｄ））。次に接合されたスタック５８に上述のような更なる処理を施すことができる。第１及び第２の基板１２及び２４の分離の準備が整うと、接合されたスタック５８は上述の除去溶液の１つに暴露され、その結果、溶液がリフトオフ層４４を溶解して、基板１２及び２４を分離させる。或いは、上述のようにスタック５８を加熱して接合層３２を軟化させることよって分離を起こすこともできる。後者の例では、リフトオフ層４４がここでもクリーニング層として機能し、層４４を除去溶液によって除去することによって接合層の残留物も除去することができる。
【００５３】
（４．三層接合方式ＩＩ）
もう１つの三層接合方式が図５（ａ）〜５（ｄ）に示される。類似の番号は類似の部分を表す。この実施形態は上述の実施形態の変形であり、ここでは多層接合システムは２つの剛性層５２を含み、その２つの層５２の間に第２の接合層３２の層が存在する。組成物選択、処理パラメータ及びステップ等は対応する層に関して上述したものと同様である。図示されていないが、剛性層５２の１つ（好ましくは第２の基板２４に一番近い剛性層５２）と接合層３２を入れ換えることによって、この実施形態を変形することができる。
【００５４】
（５．基板エッジにおける多重層）
本発明の更なる実施形態が、図６及び図７に図示されている。類似の部分は類似の様式で番号が付されている。これらの実施形態については、参照として本明細書中に含まれる、米国特許公開番号第２００９／０２１８５６０号を参照されたい。
【００５５】
図６（ａ）を参照すると、この実施形態では、構造体５５が描かれている。第１の基板１２のデバイス面１４は、周縁域５７、中央域５９、及び、周縁域５７での二層接合システム６０を含む。システム６０は、上部表面６４及び下部表面６６、並びに接合部（以下接合セグメントという）６８を有する薄層６２を含む。接合セグメント６８は、外側表面７０、内側表面７２、下部表面７４、及び接合表面７６を含む。薄層６２の下部表面６６は、周縁域５７で第１の基板１２のデバイス面１４に隣接し、一方、接合セグメント６８の下部表面７４は薄層６２に隣接する。
【００５６】
薄層６２はリフトオフ層４４に関して上述したものと同様のリフトオフ層であってよく、或いは薄層６２は接着増進剤層であってよい。それが接着増進剤層である例では、任意の市販の接着増進剤組成物をこの用途に用いることができる。このような組成物の幾つかの例には、有機シラン（例えば、ＰｒｏＴＥＫ（Ｒ）プライマー、Ｂｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ社から入手可能）が含まれる。
【００５７】
スピンコートの後に特定の組成物に最適な温度で焼成を行う等の従来の方法で薄層６２を形成することができる。例えば、上述のようにリフトオフ層４４を形成するために従う方法を、薄層６２の形成に用いてもよい。また、図６（ａ）は、この層が周縁域５７にのみ存在するように描いているが、薄層６２は中央域５９にも存在するようにデバイス面１４全体に亘って延在してもよい。薄層６２は好ましくは周縁域５７において、約１μｍ〜約３５μｍ、より好ましくは約１μｍ〜約２５μｍ、更により好ましくは約１μｍ〜約１５μｍの厚みＴ３を有する。薄層６２がデバイス面１４全体に亘って延在する例では、その厚みＴ１は、約０．１μｍ〜約２０μｍ、好ましくは約０．２５μｍ〜約１０μｍ、より好ましくは約１μｍ〜約３μｍとなる。他の例では、薄層６２を共形層とすることができ、その場合は上述の厚みを有しない。
【００５８】
接合セグメント６８は、第１及び第２の接合層２０及び３２に関して上述したものを含む任意の市販の接合組成物から形成することができる。接合セグメント６８は、典型的には約２ｍｍ〜約１５ｍｍ、好ましくは約２ｍｍ〜約１０ｍｍ、より好ましくは約２ｍｍ〜約５ｍｍの幅「Ｄ」を有する。更に、接合セグメント６８は、好ましくは約５ｐｍ〜約１００μｍ、より好ましくは約５μｍ〜約５０μｍ、更により好ましくは約１０μｍ〜約３０μｍの厚みＴ３を有する。
【００５９】
この時点で、上述の実施形態で説明したように、構造体５５を第２の基板２４に接合することができ、又は、図６（ｂ）に示すようにデバイス面１４の中央域５９に充填層７８を形成することができる。充填層７８は、接合セグメント６８に関して上述したものと同様の厚みを有する。充填層７８は、典型的には、溶媒系中に分散又は分解されたモノマー、オリゴマー、及び／又はポリマーを含む材料から形成される。充填層７８がスピンコートを介して適用される場合は、この材料の固形分は約１重量％〜約５０重量％、より好ましくは約５重量％〜約４０重量％、更により好ましくは約１０重量％〜約３０重量％であることが好ましい。最適なモノマー、オリゴマー、及び／又はポリマーの例には、環状オレフィンポリマーおよびコポリマー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のような非晶形フルオロポリマー、フッ化エチレン−プロピレンコポリマー、ペンダントペルフルオロアルコキシ基を持つポリマー、及びテトラフルオロエチレンのコポリマーから成る群から選択されるものが含まれ、なかでも２，２−ビス−トリフルオロメチル−４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソールのコポリマーがとりわけ好まれる。これらの材料の接合強度は、それらの特定の化学構造体、及び適用時に用いられるコーティング及び焼成条件に依存することが理解されるであろう。
【００６０】
この実施態様において、充填層７８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トポロジーを充填し、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。本明細書に用いる場合、低い表面自由エネルギーとは接触角測定により判定される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〜約２５ダイン／ｃｍ、を示す高分子材料と定義される。
【００６１】
低い接合強度とはベタ付かず又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ポリマー材料を指している。従って、約５０ｐｓｉｇ未満、好ましくは約３５ｐｓｉｇ未満、より好ましくは約１ｐｓｉｇ〜約３０ｐｓｉｇの接着強度を有する任意のものが充填層２２として用いるのに望ましい。上述の特性を示す適切なポリマー材料の例には、Ｍｉｔｓｕｉ社のＡＰＥＬ（Ｒ）、Ｔｉｃｏｎａ社のＴＯＰＡＳ（Ｒ）、及びＺｅｏｎ ｂｒａｎｄｓ社のＺＥＯＮＯＲ（Ｒ）として販売されている幾つかの環状オレフィンポリマー及びコポリマー及び、アサヒガラス社販売のＣＹＴＯＰ（Ｒ）ポリマー及びＤｕＰｏｎｔ社販売のＴＥＦＬＯＮ（Ｒ）ＡＦポリマー等の溶媒可溶性のフルオロポリマーが含まれる。これらの材料の接合強度は、それらを適用する際に用いられるコーティング及び焼成条件に依存する。
【００６２】
この時点で、上記の実施形態で説明されたステップを用いて第２の基板を構造体５５に接合して、図６（ｃ）に示すように接合されたスタック８２を形成することができる。スタック８２上での所望の処理が完了した後、第１の基板１２及び第２の基板２４は直ちに分離することができる。１つの分離方法では、最初に接合セグメント６８を、溶媒又は他の化学剤の助けを得て溶解する。これは溶媒内に浸漬するか、又はこれを溶解するために溶媒のジェットを接合セグメント６８にスプレーすることによって果たせる。接合セグメント６８を破壊するために溶媒溶解が用いられる場合、熱可塑性材料の使用が特に望ましいものである。この除去プロセス中に典型的に用いられる溶媒は、乳酸エチル、シクロヘキサノン、−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、及びドデセン）、及びそれらの混合物から成る群から選択されるものを含む。
【００６３】
更に基板１２及び２４は最初にレーザ切断、プラズマエッチング、ウォータージェッティング、又は接合セグメント６８を効果的にエッチング又は分解する他の高エネルギー技術を用いて、接合セグメント６８の連続性を機械的に分解又は破壊することによっても分離できる。また、最初に接合セグメント６８を貫通して鋸引き又は切断するかもしくは接合セグメント６８を何らかの同等手段を用いて切り裂くことも適切である。
【００６４】
上述の手段のどれを用いるかに拘らず、その後、低機械力（例えば、指の圧力、緩やかな割り裂き）を加えてに基板１２及び２４を完全に分離させることができる。有利な点として分離のために充填層７８と基板１２又は２４との間の強固な接着剤接合を克服する必要がない。その代わりに分離を起こさせるために、周縁域５７内の接合セグメント６８の接着剤接合を剥離する必要があるだけである。必要に応じてその後残留するすべての材料を除去するために適切な溶媒を用いて基板１２及び／又は２４の表面をきれいにすすぐ。
【００６５】
なお、上の実施形態に関して、充填層７８の形成の前に接合セグメント６８を形成するという順は１つの可能性として挙げただけであり、最初に充填層７８を形成し、その後接合システム６０又は接合セグメント６８を形成することも可能である。形成の順番は、本発明にとって重要ではなく当業者であれば変更することができる。
【００６６】
図７を参照すると、本発明の更なる実施形態が示される。類似の番号は類似の部分を表す。この実施形態は、図６に類似しているが、第１及び第２の基板１２及び２４が入れ替わっているところが異なる。即ち、薄層６２が第１の基板１２のデバイス面１４ではなく第２の基板２４のキャリヤー面２６に接触し、接合セグメント６８の接合表面７６が第１の基板１２のデバイス面１４に接合されている。このように、特定の用途の必要性に依存して、薄層６２は接合セグメント６８の下部表面７４又は接合表面７６、或いは両方に隣接することができる。この実施形態では、薄層６２は図６の実施形態に関して説明した厚みＴ３を有し、また、これらの厚みは薄層６２全体に亘って同様である。
【００６７】
（６．基板エッジにゾーン領域を備える多重層）
図８は、本発明の更なる実施形態を示す。類似の番号は類似の部分を表す。図８（ａ）を参照すると、第２の接合層３２が、第１の基板１２の周縁域５７のみにおいて形成される。適用方法、所望の特性（軟化点を含む）、及び第２の接合層３２として用いられる可能性のある組成物は既に説明したとおりである。図８（ｂ）を参照すると、上の図６及び図７に関して説明したように充填層７８がデバイス面１４の中央域５９に形成される。
【００６８】
次に、図８（ｃ）に示すように、第１の接合層２０が第２の接合層３２の上部表面３３上、及び充填層７８の上部表面８０上に形成され構造体８４を形成する。同様に、適用方法、所望の特性、及び第１の接合層２０として用いる可能性のある組成物は既に説明したとおりである。第２の基板２４は構造体８４に先の実施形態で説明したステップを用いて接合することができ、図８（ｄ）に示すように接合されたスタック８６を形成する（或いは、実施例１８で説明したように、代わりに第２の基板２４のキャリヤー面２１上に第１の接合層２０を形成して次に２つの構造体を共にプレスして、図１に示すステップの順番と同様に接合されたスタック８６を形成する。）。
【００６９】
次いで接合されたスタック８６に上述のような更なる処理を施すことができる。第１及び第２の基板１２及び２４の分離の準備が整うと、接合されたスタック８６は、除去溶液（例えば、リモネン、ドデセン、ＰＧＭＥ）に暴露され、その結果、溶液が第２の接合層３２を溶解して、それによって基板１２及び２４が分離できる。或いはスタック８６を加熱して、第１の接合層２０よりも低い軟化点を有する第２の接合層３２を軟化させ、それによって上述のように基板１２及び２４を分離可能にすることによって分離を起こすこともできる。
【００７０】
図９を参照すると、本発明の更なる実施形態が示される。類似の番号は類似の部分を表す。この実施形態は、図８に類似しているが、第１及び第２の基板１２及び２４が入れ替えられているところが異なる。即ち、第２の接合層３２及び充填層７８が、第１の基板１２のデバイス面１４ではなく、第２の基板２４のキャリヤー面２６に接触し、第１の接合層２０は、第１の基板１２のデバイス面１４に接合される。このように、特定の用途の必要性に依存して、第２の接合層３２及び充填層７８の位置を調整することができる。
【００７１】
特定の基板表面を、実質的に又は完全に覆うための種々の接合層、リフトオフ層、及び剛性層が示されている、上記の接合方式のそれぞれに関して、これらの層の１つ又は複数を（たとえ、図示されていなくても）特定の基板の一部のみを覆うように変更できることが理解されるであろう。即ち、特定の基板表面の一部分のみをその特定の層に接触させることもでき、これも本発明の範囲内である。
【００７２】
更に、たとえ層が第１の基板（デバイス）上に積み重ねて形成され、その後、第２の基板（キャリヤー）と接合されている例においても、その代わりに全ての層を第２の基板の上に積み重ねて形成し、次に第１の基板と接合されることもできる。或いは、１つ又は複数の層を第１の基板上に形成し、一方、別の層を第２の基板上に形成し、次に２つの基板を共に接合してもよい。結果の構造体が本明細書中で図示及び／又は説明した層システムを有している限り、順番は重要ではない。
【実施例】
【００７３】
以下の実施例は、本発明に係る好ましい方法を説明する。しかしながら、これらの実施例は例示のために提供されるものであり本発明の全体の範囲を制限するものではないことを理解すべきである。
【００７４】
実施例１から９は本発明の改善された接合性能を説明する。実施例ｌ０から１６は剥離後にクリーニングされる接合組成物の改善された性能を説明する。
【００７５】
（実施例１）
（環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）接合組成物Ａの組成）
この調製において、２５０グラムのエテンノルボルネンコポリマー（ＡＰＬ８００８Ｔ、三井化学アメリカ社、ニューヨーク州ライブルック、から取得）及び３．１２５グラムのフェノール系酸化防止剤（ＩＲＧＡＮＯＸ１０１０、ＢＡＳＦ社、ドイツ、から取得）を３７３．４５グラムのＲ−リモネン（Ｆｌｏｒｉｄａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社、フロリダ州ウィンターヘブン、から取得）及び３７３．４５グラムのシクロオクタン（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社、ミズーリ州セントルイス、から取得）中に溶解した。全ての成分が溶解するまで混合物を室温で攪拌させた。最終溶液は、２５．３１％の固形物を有した。
【００７６】
（実施例２）
（ＣＯＣ接合組成物Ｂの組成）
この調製において、２１０．３１グラムのエタンノルボルネンコポリマー（Ｔｏｐａｓ８００７、Ｔｏｐａｓ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社、ケンタッキー州フローレンス、から取得）及び６２．４グラムの低分子量ＣＯＣポリマー（Ｔｏｐａｓ ＴＭ、Ｔｏｐａｓ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社、ケンタッキー州フローレンス、から取得）を４．０グラムのフェノール系酸化防止剤（Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０）を含む、７０６グラムのＲ−ｌリモネン、及び分子量２、８００ダルトンの１４．５グラムのポリイソブチレン（Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社、ニューヨーク州オンタリオ、から取得）中に溶解した。全ての成分が溶解するまで混合物を室温で攪拌させた。溶液は、２９％の固形分を有した。
【００７７】
（実施例３）
（ＣＯＣ接合組成物Ｃの組成）
この調製において、５０グラムの実施例２からのＣＯＣ接合組成物Ｂを、５０グラムのＲ−リモネンと混合した。混合物を室温で攪拌させ溶液を形成した。溶液は１４．５％の固形物を有した。
【００７８】
（実施例４）
（接合組成物Ｄの組成）
この調製において、１２０グラムのＷａｆｅｒＢＯＮＤ（Ｒ）ＨＴ−１０．１０材料（Ｂｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ社から取得）を、８０グラムの１−ドデセン（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社、ミズーリ州セントルイス）と混合した。混合物を室温で攪拌させ溶液を形成した。
【００７９】
（実施例５）
（デバイスウェーハー上の厚ＣＯＣ接合組成物Ａ層、及びキャリヤーウェーハー上の薄ＣＯＣ接合組成物Ｃ層）
この手順では、コーティングされた基板と第２の基板との間の効果的な接合を得るために２７０℃で十分に流動するように設計された環状オレフィンポリマーコーティング層である実施例１からのＣＯＣ接合組成物Ａ、１０ｍＬを２００ｍｍのシリコンウェーハー上にスピンコートし、（後述するスピン及び焼成パラメータを用いて）焼成し、ＣＯＣ接合組成物Ａの膜を形成した。実施例１からの１０ｍＬのＣＯＣ接合組成物Ａの第２のアリコットを用いて、このプロセスを正確に繰り返した。この第２のアリコットは第１の膜の上に更に膜を形成するために用いられた。両方の適用ステップの後の最終の膜厚は９６μｍであった。
【００８０】
コーティングされた基板と第２の基板との間の効果的な接合を得るために２２０℃で十分に流動するように設計された環状オレフィンポリマーコーティング層である実施例３からのＣＯＣ接合組成物Ｃを別の２００ｍｍシリコンウェーハー上にスピンコートした。ＣＯＣ接合組成物Ｃの厚みは約３μｍであった。スピンコート及び焼成パラメータはＣＯＣ接合組成物Ａ及びＣＯＣ接合組成物Ｃのためのものと同一であり、以下の通りであった。
【００８１】
スピンコート条件：８００ｒｐｍのスピンコートを６０秒間、加速は１０、０００ｒｐｍ／秒
焼成条件、記載順：８０℃で２分、１１０℃で２分、１６０℃で２分、及び２２０℃で６分
【００８２】
上述のように、ＣＯＣ接合組成物Ａ及びＣＯＣ接合組成物Ｃでコーティングされた２つのシリコンウェーハーを、５、８００Ｎの接合圧力の圧力チャンバ内の加熱真空内で、２２０℃で３分間真空下で向かい合わせで接合した。次に、参照として本明細書に含まれる米国特許公開番号第２０１０／０２０６４７９号（Ｂｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ社、ミズーリ州ローラ、から取得）に記載の方法と同様のスライドプロセスを用いる、剥離装置（デボンダー）で、接合されたウェーハーを２２０℃で分離した。
【００８３】
（実施例６）
（厚ＣＯＣ接合組成物Ａ及び薄ＣＯＣ接合組成物Ｃ）
この手順では、コーティングされた基板と第２の基板との間の効果的な接合を得るために、２７０℃で十分に流動するように設計された環状オレフィンポリマーコーティング層である実施例１からのＣＯＣ接合組成物Ａ、１０ｍＬを、２００ｍｍのシリコンウェーハー上にスピンコートし、焼成し（後で説明するスピン及び焼成パラメータを用いて）ＣＯＣ接合組成物Ａの膜を形成した。実施例１からの１０ｍＬのＣＯＣ接合組成物Ａの第２のアリコットを用いて、このプロセスを正確に繰り返した。この第２のアリコットは、第１の膜の上に更に膜を形成するために用いられた。両方の適用ステップの後の最終の膜厚は９３μｍであった。
【００８４】
コーティングされた基板と第２の基板との間の効果的な接合を得るために、２２０℃で十分に流動するように設計された環状オレフィンポリマーコーティング層である実施例３からのＣＯＣ接合組成物ＣをＣＯＣ接合組成物Ａ膜の上に更にスピンコートした。ＣＯＣ接合組成物Ｃの厚みは約８μｍであった。スピンコート及び焼成パラメータはＣＯＣ接合組成物ＡのためのものとＣＯＣ接合組成物Ｃのためのものは同一であり、以下の通りであった。
【００８５】
スピンコート条件：８００ｒｐｍのスピンコートを６０秒間、加速は１０、０００ｒｐｍ／秒
焼成条件、記載順：１１０℃で４分、１６０℃で２分、及び２２０℃で６分
【００８６】
別の２００ｍｍシリコンウェーハーの中心をフッ化シラン（ヘプタデカフルオロ−１、１、２、２−テトラヒドロデシルトリクロロシラン）でコーティングし、一方、ウェーハーの外側エッジに沿った３ｍｍの領域はフッ化シランがないままにした。フッ化シランをコーティングするための詳細なプロセスは、参照として本明細書に含まれる、米国特許公開番号第２００９／１０２１８５６０号の実施例１に記載されている。
【００８７】
上述のウェーハー対を、５，８００Ｎの接合圧力で、加熱真空圧力下で、２２０℃で３分、向かい合わせで接合した。ウェーハー対を共に強力に接合し、研磨プロセスを施して、デバイスウェーハーを５０μｍに薄層化した。接合されたウェーハー対を、Ｒ−リモネンに２４時間浸漬し、次にウェーハーを、ピールオフ剥離装置（ＺｏｎｅＢＯＮＤ（ＴＭ）分離ツール、Ｂｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ社、ミズーリ州ローラ、から入手）を用いて、剥離プロセスによって剥離した。ピールオフ剥離プロセス中、デバイスウェーハー真空によって平らな表面上に保持し、キャリヤーウェーハー（シラン化されたウェーハー）を、金属クランプによってきつく保持した。次にクランプを剥がすことによって、デバイスウェーハーをキャリヤーウェーハーから分離した。
【００８８】
（実施例７）
（薄接合組成物Ｄを備える厚ポリスルホン）
この調製において、２８０グラムのポリスルホン（ＵｌｔｒａｓｏｎＥ２０２０Ｐ、ＢＡＳＦ社、ニュージャージー州フローサムパーク）を５２０グラムのジメチルアセトアミド（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社、ミズーリ州セントルイス）中に溶解した。混合物を、ポリスルホンが溶解して溶液を形成するまで室温で攪拌させた。溶液は３５％の固形物を有した。
【００８９】
上述のポリスルホン溶液を２００ｍｍのシリコンウェーハー上に、スピン速度６００ｒｐｍで６０秒間スピンコートした。コーティングされたウェーハーを２分間８０℃で、次いで２分間１５０℃で、次いで５分間１８０℃で焼成した。結果のポリスルホン膜の厚みは５１．６４μｍであった。次に実施例４からの接合組成物Ｄを、ポリスルホン膜の上に更に、スピン速度１４００ｒｐｍで６０秒間スピンコートした。ウェーハーを８０℃で２分間、次いで１５０℃で２分間、次いで１８０℃で５分焼成した。希釈されたＷａｆｅｒＢＯＮＤ（Ｒ）ＨＴ−１０．１０膜の総厚みは約２μｍであった。
【００９０】
ウェーハー対をＲ−リモネン中に室温で２４時間浸漬し、次いでウェーハーをピールオフ剥離装置（ＺｏｎｅＢＯＮＤＴＭ分離ツール）を用いて分離した。
【００９１】
（実施例８）
（薄ＣＯＣ接合組成物Ｃを備える厚ポリスルホン）
この調製において、２８０グラムのポリスルホン（ＵｌｔｒａｓｏｎＥ２０２０Ｐ、ＢＡＳＦ社）を５２０グラムのジメチルアセトアミド（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社、ミズーリ州セントルイス）中に溶解した。混合物を、ポリスルホンが溶解して溶液を形成するまで室温で攪拌させた。
【００９２】
上述のポリスルホン溶液を２００ｍｍのシリコンウェーハー上に、スピン速度６００ｒｐｍで６０秒間スピンコートした。流延溶媒を完全に除去するために、コーティングされたウェーハーを８０℃で２分間、次いで１５０℃で２分間、次いで１８０℃で５分間焼成した。結果のポリスルホン膜の厚みは５２．９μｍであった。次に実施例３からの接合組成物Ｃを、ポリスルホン膜の上に更に、スピン速度１４００ｒｐｍで６０秒間スピンコートした。ウェーハーを８０℃で２分間、次いで１５０℃で２分間、次いで１８０℃で５分焼成した。ＣＯＣ接合組成物Ｃの総厚みは約２μｍであった。
【００９３】
上述のウェーハー対をＲ−リモネン中に室温で２４時間浸漬し、次いでウェーハーをピールオフ剥離装置（ＺｏｎｅＢＯＮＤＴＭ分離ツール）を用いて分離した。
【００９４】
（実施例９）
（スライド剥離のための厚ＣＯＣ接合組成物Ａ及びＣＯＣ接合組成物Ｂの２０μｍ超の膜）
この実施例では、コーティングされた基板と第２の基板との間の効果的な接合を得るために、２７０℃で十分に流動するように設計された環状オレフィンポリマーコーティング層である実施例１からのＣＯＣ接合組成物Ａ、１０ｍＬアリコットを、２００ｍｍのシリコンウェーハー上に２回スピンコートした。第１のスピンコートは６００ｒｐｍで６０秒間行い、第２のスピンコートは８００ｒｐｍで６０秒間行った。それぞれのコーティングの後、ウェーハーを８０℃で２分間、次いで１５０℃で２分間、次いで２２０℃で５分間焼成した。結果のＣＯＣ接合組成物Ａ膜の厚みは９９．１４μｍであった。
【００９５】
コーティングされた基板と第２の基板との間の効果的な接合を得るために、２２０℃で十分に流動するように設計された環状オレフィンポリマーコーティング層である実施例２からのＣＯＣ接合組成物Ｂを、ＣＯＣ接合組成物Ａでコーティングされたものと同一のウェーハー上にスピンコートした。ＣＯＣ接合組成物Ｂは、スピン速度１５００ｒｐｍで６０秒間コーティングした。ウェーハーを８０℃で２分間、次いで１５０℃で２分間、次いで２２０℃で５分間焼成した。結果のＣＯＣ接合組成物Ｂ膜の厚みは約２９μｍであった。
【００９６】
上述のウェーハーを、別の２００ｍｍシリコンウェーハーと向かい合わせで、５、８００Ｎの接合圧力を備える圧力チャンバ内で、２２０℃で３分間、加熱真空下で接合した。
【００９７】
スライド剥離装置（Ｂｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ社から入手）を用いるスライド剥離プロセスによって、接合されたウェーハー対を分離した。剥離プロセスは、剥離速度２ｍｍ／秒、温度２２０℃で実施した。
【００９８】
（実施例１０）
（ＨＣｌ溶液でクリーニングしたポリ（ビニルピリジン）及びＣＯＣ接合組成物Ｂ）
この調製において、２グラムのポリ（ビニルピリジン）（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社、ミズーリ州セントルイスから取得）をシクロペンタノン中に溶解した。ポリマーが溶解するまで混合物を室温で攪拌させた。シクロペンタノン中のポリ（ビニルピリジン）の総重量濃度は２％であった。溶液を０．１μｍのフィルタに通してろ過した。
【００９９】
上述のポリ（ビニルピリジン）組成物を、１００ｍｍシリコンウェーハー上に、スピン速度２、０００ｒｐｍで６０秒間スピンコートした。コーティングされたウェーハーを８０℃で２分間、次いで２２０℃で２分間焼成した。結果のポリ（ビニルピリジン）膜の厚みは０．０５７９μｍ（５７．９ｎｍ）であった。次にＣＯＣ接合組成物Ｂを、ポリ（ビニルピリジン）膜の上に更に、スピン速度１，１００ｒｐｍで６０秒間スピンコートした。ウェーハーを、８０℃で２分間、次いで１６０℃で２分間、次いで２２０℃で６分間焼成した。結果の膜の総厚みは約２２μｍであった。
【０１００】
ＣＯＣ接合組成物Ｂ膜がウェーハーから浮き上がり離れるまで、コーティングされたウェーハーを室温で約４〜５時間１％の塩酸塩（ＨＣ１）水溶液中に浸漬した。ウェーハーは、目視観察でクリーンであったが、顕微鏡下で観察したときに、まだ幾らかの残留物が認められた。
【０１０１】
（実施例１１）
（酢酸溶液でクリーニングされたポリ（ビニルピリジン）及びＣＯＣ接合組成物Ｂ）
実施例１０と同様の方法で、同様の組成物を備えるウェーハーを準備した。コーティングされたウェーハーを、ＣＯＣ接合組成物Ｂ膜がウェーハーから浮き上がり離れるまで、室温で約４〜５時間５０％の酢酸水溶液に浸漬した。
【０１０２】
酢酸溶液でクリーニングしたウェーハーは、目視観察ではクリーンであったが、顕微鏡下での観察では、まだ幾らかの残留物が認められた。
【０１０３】
（実施例１２）
（Ｒ−リモネン、シクロペンタノン、及びイソプロパノールでクリーニングしたポリ（ビニルピリジン）及びＣＯＣ接合組成物Ｂ）
実施例１０と同様の方法で、同様の調製物でコーティングされた、別のウェーハーを、室温で速度９００ｒｐｍでスピン回転させ、その間、ＣＯＣ接合組成物Ｂ膜を除去するための第１のクリーニング溶媒としてＲ−リモネンを４００秒間分注した。次にポリ（ビニルピリジン）ポリマー膜を除去するために、シクロペンタノンを室温でスピン速度９００ｒｐｍで４００秒間分注することによって更なるクリーニングを実行した。イソプロパノールを用いて、スピン速度９００ｒｐｍで１２０秒間ウェーハーにスピンすすぎを行った。速度１２００ｒｐｍで６０秒間ウェーハーを回転することによって最終乾燥を実行した。このプロセスによってクリーニングされたウェーハーは目視観察では欠陥がなかった。
【０１０４】
（実施例１３）
（Ｒ−リモネン及びイソプロパノールでクリーニングされたポリ（ビニルピリジン）及びＣＯＣ接合組成物Ｂ）
実施例１０と同様の方法で、同様の調製物でコーティングされた、別のウェーハーを、室温で速度９００ｒｐｍでスピン回転させ、その間、ＣＯＣ接合組成物Ｂ膜を除去するための第１のクリーニング溶媒としてＲ−リモネンを４００秒間分注した。次にポリ（ビニルピリジン）ポリマー膜を除去するために、イソプロパノールを室温で４００秒間スピン速度９００ｒｐｍで分注することによって更なるクリーニングを実行した。速度１２００ｒｐｍで６０秒秒間ウェーハーを回転することによって最終乾燥を実行した。このプロセスによってクリーニングされたウェーハーは目視観察では欠陥がなかった。
【０１０５】
（実施例１４）
（ＰｒｏＬＩＦＴ（Ｒ）１００−１６コーティング及びＷａｆｅｒＢＯＮＤ（Ｒ）ＨＴ−１０．１０材料）
ＰｒｏＬＩＦＴ（Ｒ）１００−１６コーティング（Ｂｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ社、ミズーリ州ローラから取得）を２００ｍｍシリコンウェーハー上に、３、０００ｒｐｍで９０秒間スピンコートした。コーティングされたウェーハーを、１２０℃で９０秒間、次いで２０５℃で９０秒間焼成し、約１μｍの厚みの層を生成した。ＷａｆｅｒＢＯＮＤ（Ｒ）ＨＴ−１０．１０材料を、ＰｒｏＬＩＦＴ（Ｒ）１００−１６膜の上に更に、１、５００ｒｐｍで３０秒間スピンコートした。ウェーハーを１２０℃で２分間、次いで１６０℃で２分間焼成し、約１６μｍの厚みの層を生成した。別の２００ｍｍシリコンウェーハーをコーティングされたウェーハーと向かい合わせにして、２２０℃で３分間、１分間１５ｐｓｉの圧力下で、接合した。接合されたウェーハー対を冷却し、１分間で１６０℃に、そして徐々に室温まで冷却した。接合されたウェーハー対を、スライド剥離装置を用いて速度２００ｍｍ／秒、温度２００℃で分離した。
【０１０６】
剥離されたウェーハー上のコーティングは、最初に１−ドデセンをスピン速度２５０ｒｐｍで６０秒間分注することによってクリーニングして、ＷａｆｅｒＢＯＮＤ（Ｒ）ＨＴ−１０．１０ポリマー膜を除去し、次いでＰｒｏＬＩＦＴ（Ｒ）Ｒｅｍｏｖｅｒ（Ｂｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ社、ミズーリ州ローラ、から取得）をスピン速度３００ｒｐｍで１０秒間分注することによって、ＰｒｏＬＩＦＴ（Ｒ）膜をクリーニングした。ウェーハーを速度１、４００ｒｐｍで１５秒間回転させることによって乾燥した。クリーニング後、ウェーハーは目視では欠陥がなかった。
【０１０７】
（実施例１５）
（ＰｒｏＬＩＦＴ（Ｒ）１００コーティング及びＣＯＣ接合組成物Ｂ）
ＰｒｏＬＩＦＴ（Ｒ）１００−１６コーティングを２００ｍｍシリコンウェーハー上に、３，０００ｒｐｍで９０秒間スピンコートした。コーティングされたウェーハーを、１００℃で１２０秒間、次いで２４５℃で６０秒間焼成した。実施例２からのＣＯＣ接合組成物ＢをＰｒｏＬＩＦＴ（Ｒ）１００−１６膜の上に更に、３００ｒｐｍで５秒間スピンコートした。速度を上昇させ、ウェーハーを１，２００ｒｐｍで６０秒間回転させた。コーティングされたウェーハーを、６０℃で６０秒間、次いで８０℃で６０秒間、次いで２２０℃で１２０秒間焼成した。
【０１０８】
ＣＯＣ接合組成物Ｂポリマー膜を除去するために最初にＲ−リモネンを用い、次いで、ＰｒｏＬＩＦＴ（Ｒ）１００−１６膜を除去するために、ＰＤ５２３−ＡＤ現像剤（ＪＳＲマイクロエレクトロニクス社、カリフォルニア州サニーベル）を分注することによって、ウェーハーをクリーニングした。詳細なクリーニング手順は以下の通りであった。
（ＣＯＣ接合組成物Ｂのクリーニング）
１． Ｒ−リモネンのパッドリング：０ｒｐｍで６０秒間
２． スピン除去：２、０００ｒｐｍで５秒間
３． 手動でＲ−リモネンを分注：５００ｒｐｍで６０秒間
４． スピン除去：２、０００ｒｐｍで５秒間
５． すすぎのために手動でイソプロパノールを分注：５００ｒｐｍで３０秒間
６． スピン乾燥：２、０００ｒｐｍで１５秒間
（ＰｒｏＬＩＦＴ（Ｒ）１００−１６コーティングのクリーニング）
１． ＰＤ５２３−ＡＤ現像剤のパッドリング：０ｒｐｍで２０秒間
２． スピン除去：２、０００ｒｐｍで５秒間
３． 手動で脱イオン水を分注：５００ｒｐｍで２０秒間
４． すすぎのために手動でイソプロパノールを分注：５００ｒｐｍで５秒間
５． スピン乾燥：２、０００ｒｐｍで１５秒間
【０１０９】
Ｃａｎｄｅｌａ ＣＳ２０ツール（ＫＬＡ Ｔｅｎｃｏｒ社、カリフォルニア州ミルピタス、から入手）を用いる欠陥検査によって、ウェーハーがクリーンであることを確認した。
【０１１０】
（実施例１６）
（ＷＧＦ３００−３１０材料及びＣＯＣ接合組成物Ｂ）
ＷＧＦ３００−３１０材料（現像剤可溶性間隙充填組成物、Ｂｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ社、ミズーリ州、ローラから入手）を２００ｍｍシリコンウェーハー上に３，０００ｒｐｍで９０秒間スピンコートした。コーティングされたウェーハーを１００℃で１２０秒間、次いで２４５℃で６０秒で焼成し、約７２０Åの厚みの膜を生成した。実施例２からのＣＯＣ接合組成物ＢをＷＧＦ３００−３１０膜の上に更に、３００ｒｐｍで５秒間スピンコートし、次いで、速度を上昇させ、ウェーハーを１，２００ｒｐｍで６０秒間回転させた。コーティングされたウェーハーを次に６０℃で６０秒間、次いで８０℃で６０秒間、次いで２２０℃で１２０秒間焼成した。
【０１１１】
最初に、ＣＯＣ接合組成物Ｂポリマー膜を除去するためにＲ−リモネンを用いて、次にＷＧＦ３００−３１０膜を除去するためにＰＤ５２３−ＡＤ現像剤を分注することによって、ウェーハーをクリーニングした。詳細なクリーニング手順は以下の通りであった。
（ＣＯＣ接合組成物Ｂのクリーニング）
１． Ｒ−リモネンのパッドリング：０ｒｐｍで６０秒間
２． スピン除去：１、５００ｒｐｍで５秒間
３． 手動でＲ−リモネンを分注：５００ｒｐｍで６０秒間
４． スピン除去：１、５００ｒｐｍで５秒間
５． すすぎのために手動でイソプロパノールを分注：５００ｒｐｍで０秒間
６． スピン乾燥：２、０００ｒｐｍで１５秒間
（ＷＧＦ３００−３１０コーティングのクリーニング）
１． ＰＤ５２３−ＡＤ現像剤のパッドリング：０ｒｐｍで２０秒間
２． スピン除去：１、５００ｒｐｍで５秒間
３． 手動で脱イオン水を分注：５００ｒｐｍで２０秒間
４． すすぎのために手動でイソプロパノールを分注：５００ｒｐｍで５秒間
５． スピン乾燥：２、０００ｒｐｍで１５秒間
【０１１２】
Ｃａｎｄｅｌａ ＣＳ２０ツールを用いる欠陥検査によって、ウェーハーがクリーンであることを確認した。
【０１１３】
（実施例１７）
（ＷＧＦ３００−３１０材料、ＣＯＣ接合組成物Ａ、及びＣＯＣ接合組成物Ｂ）
３００−３１０材料を１００ｍｍシリコンウェーハー上に３，０００ｒｐｍで９０秒間スピンコートした。ウェーハーを、１００℃で１２０秒間、次いで２４５℃で６０秒間焼成した。ＷＧＦ３００−３１０膜の厚みは０．０６３２μｍ（６３．２ｎｍ）であった。実施例１からのＣＯＣ接合組成物ＡをＷＧＦ３００−３１０膜の上に更に、速度６００ｒｐｍで６０秒間スピンコートした。次にウェーハーを、８０℃で２分間、次いで１５０℃で２分、次いで２２０℃で５分間焼成した。ＣＯＣ接合組成物Ａ層の厚みは４１μｍであった。実施例２からのＣＯＣ接合組成物ＢをＣＯＣ接合組成物Ａ膜の上に更に、速度１，４００ｒｐｍで６０秒間スピンコートした。ウェーハーを、８０℃で２分間、次いで１５０℃で２分間、次いで２２０℃で５分間焼成した。ＣＯＣ接合組成物Ｂ層の厚みは８．２μｍであった。
【０１１４】
上述のウェーハーを、最初にＣＯＣ接合組成物Ａ及びＢポリマー層を除去するために、Ｒ−リモネンに２４時間浸漬することによってクリーニングした。次にＷＧＦ３００−３１０膜をＰＤ５２３−ＡＤ現像剤でクリーニングするための第２のステップを以下のように実行した。
１． ＰＤ５２３−ＡＤ現像剤のパッドリング：０ｒｐｍで２０秒間
２． スピン除去：２，０００ｒｐｍで５秒間
３． 手動で脱イオン水を分注：５００ｒｐｍで２０秒間
４． すすぎのために手動でイソプロパノールを分注：５００ｒｐｍで５秒間
５． スピン乾燥：２，０００ｒｐｍで１５秒間
ウェーハーは目視観察でクリーンであった。
【０１１５】
（実施例１８）
（ＺｏｎｅＢＯＮＤ（ＴＭ）のエッジカットを補助するための多重層の使用）
およそ１μｍの厚みのＷａｆｅｒＢＯＮＤ（Ｒ）ＨＴ−１０．１０の層を２００ｍｍシリコンのキャリヤーウェーハーの表面のエッジの周りの３〜５ｍｍ幅の環の上にコーティングした。このウェーハーを１１０℃で２分間焼成し、続いて１６０℃で２分間、第２の焼成を行った。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、主としてＣ１２を持つペルフルオロ化合物、３Ｍ社からＦｌｕｏｒｉｎｅｒｔの商品名で販売）を、ＦＣ−４０溶媒（３Ｍ社から取得）を用いて、１％溶液に希釈した。溶液をキャリヤーの中心部へスピンコートした。キャリヤーを加熱板上で１００℃で１分間焼成し、スピンコータ内で、ＦＣ−４０溶媒ですすぎ、加熱板上で１００℃で更に１分間焼成した。
【０１１６】
別の２００ｍｍシリコンデバイスウェーハーの表面を、ＣＯＣ接合組成物でスピンコートによってコーティングした。このウェーハーを８０℃で２分間、その後１２０℃で２分間、最終的に２２０℃で２分間焼成した。デバイス及びキャリヤーウェーハーを、向かい合わせで、加熱された真空及び圧力チャンバ内で２２０℃で３分間、真空下で接合した。
【０１１７】
このアセンブリを１−ドデセン中におよそ１時間浸漬し、キャリヤーのエッジのＷａｆｅｒＢＯＮＤ（Ｒ）ＨＴ−１０．１０の薄層を軟化させ、部分的に溶解させた。１−ドデセンは、実験接合接着剤の大部分に影響を与えず、ＷａｆｅｒＢＯＮＤ（Ｒ）ＨＴ−１０．１０のみに影響を与えた。ＺｏｎｅＢＯＮＤ（ＴＭ）分離ツールを用いて、キャリヤーをアセンブリから分離した。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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