(57)【要約】本発明は、所定のレリーフを持つ前面と、背面とを備えたウェーハから開始して薄膜を製造する方法に関するものであり、以下からなるステップ、すなわち、ａ）接合面として機能する面を持つ支持ハンドルを調達するステップと、ｂ）後の薄膜化ステップに適合した最低接合エネルギーに対応する第１の値と、それに続く固着解除処理に適合した最高接合エネルギーに対応する第２の値との間で接合エネルギーＥ０を得るためのウェーハの前面の不完全な平坦化処理を含めたウェーハの前面加工ステップであって、該接合エネルギーＥ０はＥ０＝α．Ｅとなっており、Ｅはウェーハの前面が完全に平坦化された場合に得られるエネルギーであり、αは、ウェーハの前面の不完全に平坦化された領域と、完全に平坦化された場合のウェーハの前面の領域との割合であるステップと、ｃ）ウェーハの前面を直接接合により支持ハンドルの接合面に固着するステップと、ｄ）ウェーハを、背面から開始して薄膜を得るまで薄層化するステップと、ｅ）支持ハンドルの引き離しを伴って、薄膜を使用支持体へと移設するステップを備えている。
2005528779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面素子に分割されており所定のレリーフを持つ前面と、背面とを備えたウェーハ（２０）から開始して薄膜（２３）を製造する方法であって、以下からなるステップ、すなわち、ａ）その面（１１）が接合面として機能する支持ハンドル（１０）を調達するステップと、ｂ）後の薄膜化ステップに適合した最低接合エネルギーに対応する第１の値と、それに続く固着解除処理に適合した最高接合エネルギーに対応する第２の値との間で、支持ハンドル（１０）の接合面（１１）との接合エネルギーＥ０を得るための、ウェーハの前面の不完全な平坦化処理を含めたウェーハ（２０）の前面加工ステップであって、該接合エネルギーＥ０はＥ０＝α．Ｅとなっており、Ｅはウェーハの前面が完全に平坦化された場合に得られる接合エネルギーであり、αは、ウェーハの前面の不完全に平坦化された面と、完全に平坦化された場合のウェーハの前面の面との割合であるステップと、ｃ）ウェーハ（２０）の前面を直接接合により支持ハンドル（１０）の接合面（１１）に固着するステップと、ｄ）ウェーハ（２０）を、背面から開始して薄膜（２３）を得るまで薄層化するステップと、ｅ）支持ハンドルの引き離しを伴って、表面素子を、薄膜から使用支持体へと移設するステップを備えた方法。
【請求項２】
αが０．４から０．８の間であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。
【請求項３】
ステップｅ）においてすべての表面素子が使用支持体へと移設されることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項いずれかに記載の方法。
【請求項４】
ステップｅ）において表面素子は個々に移設され、各表面素子に関する接合エネルギーＥ０を得るためにステップｂ）が実行され、ステップｅ）に先立って、薄膜を表面素子ごとに分断するステップがあることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項いずれかに記載の方法。
【請求項５】
ステップｅ）において表面素子は表面素子の集合ごとに移設され、各表面素子の集合に関する接合エネルギーＥ０を得るためにステップｂ）が実行され、ステップｅ）に先立って、薄膜を表面素子の集合ごとに分断するステップがあることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項いずれかに記載の方法。
【請求項６】
薄膜を分断するのと同時に支持ハンドルを分断することを特徴とする特許請求の範囲第４項または第５項いずれかに記載の方法。
【請求項７】
分断するステップは、薄膜のディープエッチングステップとのこ引き（ｓａｗｉｎｇ）ステップを組み合わせて行われることを特徴とする特許請求の範囲第４項から第６項までのいずれかに記載の方法。
【請求項８】
薄膜を得るもとであるウェーハの部分が半導体材料を含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第７項までのいずれかに記載の方法。
【請求項９】
表面素子が、完全にあるいは部分的に完成した電子コンポーネントから構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の方法。
【請求項１０】
ステップｂ）において、不完全な平坦化が機械化学的研磨法により行われることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第９項までのいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
ステップｄ）において、機械的、化学的、または機械化学的薄層化法（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ−ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｔｈｉｎｎｉｎｇ  ｍｅｔｈｏｄ）によりウェーハが薄層化されることを特徴とする特許請求の範囲第１項から１０項までのいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
ステップｅ）において、支持ハンドルからの切り離しが特に機械的および／または圧縮空気手段により達成されることを特徴とする特許請求の範囲第１項から１１項までのいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
ステップｅ）において、移設は、支持ハンドルからの切り離しの前に行われることを特徴とする特許請求の範囲第１項から１２項までのいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
非常に薄型の（数ミクロンから数十ミクロンの間の）電子コンポーネントの需要が高まっている。これらの超薄型コンポーネントは、主に小型であることと、相当な使用融通性で、多くの利点を有する。例えば、この種の電子コンポーネントをプラスチック製または紙製の支持体に組み込むことができる。第１の用途はスマートカードと電子ラベルである。超薄型電子コンポーネントは、極薄の区画に回路を形成するための封止などの分野でも需要が伸びている。
【０００２】
これらの超薄型コンポーネントは、垂直統合型回路または３次元（Ｄ）回路を製造するためにも不可欠である。１つの超薄型回路を別の回路上に移設することは、このように集積度を増強する手段を提供する。これらの３Ｄ回路の用途は、新型集積パワー、無線周波数、光電子システムおよびマイクロプロセッサにも応用できる。
【０００３】
マイクロマシン型のコンポーネント（広義の微小電子機械システム（Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ（ＭＥＭＳ））、または微小光電子機械システム（Ｍｉｃｒｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ−Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ（ＭＯＥＭＳ））を、これらのマイクロマシンの電子コンポーネントとの集積を助長して完全な集積システムを得るために、極薄層で調達できることも重要である。
【０００４】
一般に、微小電子コンポーネントの所謂活性層は、数ミクロン（以下）から数十ミクロンの厚さしかない。このコンポーネントの重要な部分は、半導体材料製のウェーハの表面のみに形成される。しかし、集積回路を製造する際には基板の厚みが極めて重要な機械的役割を果たす。基板の厚みが、集積回路に十分な機械的強度を与え、標準的な自動装置での処理を可能にし、高解像能のフォトリソグラフィー装置工程との必要な適合性を実現する平坦度の制御を可能にするものである。つまり、厚みが数ミクロンである半導体材料薄膜上に集積回路を直接形成するのは実行可能ではない。
【０００５】
従って、コンポーネントを形成するウェーハの厚みを減らす必要がある。
【０００６】
さらに、新世代のウェーハの厚みが直径に比例して増加しているため、この薄層化への必要はますます重要になっている。
【０００７】
従って、極薄型電子コンポーネント（典型的には１００ミクロンより薄い）を得る手段をみつけることが必要となる。最良の方法のひとつは、薄層化を、１つのコンポーネントに対して行わずに、すべてのコンポーネントを支持しているウェーハ全体に行う包括的手段である。
【背景技術】
【０００８】
現在、ウェーハの厚みを非常に小さい数値（１００ミクロンより少ない）まで減らすことは、歩留まりの問題を引き起こすため非常に困難である。そのように極めて薄い場合には、ウェーハが撓み性を帯び、薄層化処理中に、応力が緩められる前に破断する。
【０００９】
この問題を克服する既知の手段は、ウェーハを支持ハンドル（ｓｕｐｐｏｒｔ  ｈａｎｄｌｅ）と呼ばれる中間支持体の上に接着させ、それにより薄層化されたウェーハを定位置に保持し、破断せずに処理できるようにすることである。この支持ハンドルは、コンポーネントを含んだウェーハを非常に薄層にすることを可能にする。薄層化後に、支持ハンドルに固定されている得られた薄膜を処理し、最終支持体となり得る別の支持体に移設することができる。
【００１０】
これまでに論述されてきたいくつかの方法の中に、非特許文献１に掲載の技法がある。この原稿は、薄層化される基板またはウェーハを固着させるための接合層と、エポキシ樹脂から構成されるハンドルの使用について述べている。
【００１１】
次いで、薄層化される基板をハンドル上に接合する別の手段、例えば樹脂その他の接着剤などを用いた、同じ原理に基づく他の技法が開発された。一例としては、処理済の層を熱硬化型ＵＶ接着剤で移設することである。この件に関するさらに詳しい情報は、非特許文献２に提示されている。
【００１２】
提示された技法はすべて、薄層化する基板を、ハンドルでも最終支持体でもよい支持体上に固着するために接着剤、すなわち添加物を用いていた。この付加的な層は、薄層化に適合する非常に強度な接合力を生み出すものの、構造体物の厚みを変えてしまう。存在する接着剤の厚みと、接着剤のウェーハ上での均質さを制御することも非常に困難である。数マイクロメータ範囲内での均一かつ厳密な薄層化が必要な場合は、これらの特性が問題を引き起こす。さらに、接着剤を使用することは、薄層化の後に薄膜を最終支持体に移設し、ハンドルとして機能する中間支持体を取り除くことが必要な場合は別の問題を招く。例えば溶媒を用いて接合効果を抹消しなければならない。すると二つの問題が浮上する。第１の問題は、溶媒が最終支持体と常に適合するとは限らないということで、例としては、最終支持体がプラスチック製のスマートカードである場合である。第２の問題は、接着剤の残留分が残る可能性があり、それは時として除去が難しいということである。
【００１３】
ウェーハを互いに固着するために用いることが出来る他の接合方法がある。非常に有利な１つの方法は、ウェーハ直接接合法である。この技法は、例えばＳＯＩ基板などの、或る種の基板を得るための多くの領域で用いられている。非特許文献３に記述されている、スマートカット（登録商標）（Ｓｍａｒｔｃｕｔ（登録商標））というよく知られた例がある。
【００１４】
ウェーハ直接接合法の原理は、二つのウェーハを添加物なしで固着するために用いることができ、それは本発明で意図する用途には非常に有用である。二枚のウェーハの間でこの接合を達成するためには、ウェーハは良好な表面粗さ特性、表面化学特性（親水性接着剤には親水性ウェーハ、あるいは、疎水性接着剤には疎水性ウェーハ）、平坦性特性および清浄性特性（表面にほこりがない）を有していなくてはならない。例えば、非特許文献４を参照されたい。
【００１５】
しかし、電子コンポーネントを搭載するウェーハには凹凸（レリーフ）があり、それがウェーハ直接接合法の要求条件の実現を不可能にしている。必要な表面粗さとレリーフの基準を得るためには、表面を例えば化学機械的研磨による平坦化ステップを用いて接合させて加工しなければならない。例えば、これらの製造技術は特に、酸化ケイ素、窒化ケイ素、またはポリシリコン製の表面を接合させるのに適している非特許文献５。接合力を可及的に高めるべく最大限の接合面を得るために、表面レリーフは除去される。こうして得られた構造体は不可逆的に固着される。上述した文献は、良好な接合を得るためにウェーハ全体にわたって接触面を完璧に平坦化する必要性を強調している。全ての点において荒さＡＦＭ（ｒｍｓ）が０．５ｎｍ以下のオーダーならば、ウェーハは完全に平坦化されていると言える。ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、原子間力顕微鏡）により測定された粗さは、１００平方ミクロンの領域上の表面と接触する探針により測定された粗さに相当する。
【００１６】
この完全な平坦化は、レリーフを必要とするウェーハとは不適合であり、特にコンポーネントのコンタクトパッド領域に開口を維持するには不適合である。
【００１７】
ウェーハ直接接合法はマイクロエレクトロニクス以外の領域、例えばマイクロセンサやＭＥＭＳの製造にも用いられる。これらの他の領域では、或る種の装置は、局所的なくぼみまたは空孔にウェーハを直接接合して固着化することにより製造される。この件に関する情報は、非特許文献６、非特許文献７に提示されている。  しかし、これらの出版物では、固着する表面は接合応力が非常に高い方式で加工されている。
【００１８】
このように、従来の技術文献では、平坦化加工がなされ、接着に続いて熱処理固化がなされた接合後に構造体を分離する可能性について報告されたことはない。
【００１９】
さらに、非特許文献８の中で、ウェーハを親水性の接着法で固着すれば、それに続くアニーリング（例えば１００℃で）がそれを分離しにくくすることを指摘している。
【００２０】
他の研究では、ウェーハ全体にレリーフが皆無であるウェーハを直接接合して得られる接合力を制御する可能性について考察した。この接合力の制御は、ウェーハ表面全体の粗さを制御することにより可逆的な接合を得る手段を提供する。このことは、仏国特許第２７９６４９１号に記述されている。ウェーハにレリーフが少しでもある場合、ウェーハの表面全体を平坦化しなければならない。このことは、レリーフを除去し、０．５ｎｍ以下のオーダーの表面粗さのｒｍｓ値を得ようとすることにより実行される。次いでウェーハの表面全体にわたって表面粗さを均質に修正する。
【００２１】
特許文献１に相当する特許文献２では、接合応力を制御することにより、薄膜を第１の基板から第２の基板に移設する可能性を開示している。
【００２２】
要約すると、従来技術はどのようにしてウェーハを薄くするとともに、さまざまな手段を用いて支持ハンドルに接着するかという情報を提供している。しかし、コンポーネントを包含すると共に、部分的に維持する必要があるレリーフを有したウェーハを、ハンドルとして用いられる中間コンポーネント上に可逆的に接合するために用いることができ、その接合中にウェーハを薄層化することができ、薄層化されたウェーハをそのハンドル上で処理できるようになっているような方法を、記述したものはない。
【００２３】
【非特許文献１】Ｔ．ハマグチ（Ｔ．ＨＡＭＡＧＵＣＨＩ）他，「デバイス層移設技法を用いた新規ＬＳＩ／ＳＯＩウェハー製造」（“Ｎｏｖｅｌ  ＬＳＩ／ＳＯＩ  Ｗａｆｅｒ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  Ｕｓｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｌａｙｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ”，１９８５年国際電子デバイス会議（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｍｅｅｔｉｎｇ，  ＩＥＤＭ）予稿集，ｐ．６８８−６９１
【非特許文献２】Ｅ．デッカー（Ｅ．ＤＥＫＫＥＲ）他，「ガラス上への超低出力ＲＦバイポーラ技術」（“Ａｎ  Ｕｌｔｒａ  Ｌｏｗ−Ｐｏｗｅｒ  ＲＦ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｏｎ  Ｇｌａｓｓ”），１９９７年国際電子デバイス会議（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｍｅｅｔｉｎｇ，  ＩＥＤＭ）予稿集，ｐ．９２１−９２３の原稿
【非特許文献３】Ｍ．ブルエル（Ｍ．ＢＲＵＥＬ）によるエレクトロンレターズ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｌｅｔｔｅｒｓ）３１（１９９５），ｐ．１２０１に掲載の原稿
【非特許文献４】Ｉ．ゴセール（Ｉ．Ｇｏｅｓｅｌｅ）とＱ．Ｙ．トング（Ｑ．Ｙ．Ｔｏｎｇ），「半導体ウェーハ・ボンディング：サイエンス  アンド  テクノロジー」（“Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｗａｆｅｒ−Ｂｏｎｄｉｎｇ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”），電気化学会（Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ），ジョン・ワイリー・アンド・サンズ（Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ａｎｄ  Ｓｏｎｓ）出版，１９９９掲載の文献
【非特許文献５】（Ｃ．ガイ（Ｃ．ＧＵＩ），化学機械学会ジャーナル（Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．），１４４，１９９７，ｐ．２３７を参照のこと）
【非特許文献６】Ｔ．ゲスナー（Ｔ．ＧＥＳＳＮＥＲ）他による、米国ニュージャージー州ペニントンの電気化学会（Ｅｌｅｃ．  Ｓｏｃ．  Ｉｎｃ．  Ｐｅｎｎｉｎｇｔｏｎ，  ＮＪ，  ＵＳＡ，１９９５）主催で１９９５年１０月８−１３日、米国イリノイ州シバゴで開催された（Ｃｈｉｖａｇｏ，  ＩＬ，  ＵＳＡ，  Ｏｃｔｏｂｅｒ  ８−１３  １９９５）
【非特許文献７】第二回微小構造・微細加工システムに関する国際シンポジウム（ｓｅｃｏｎｄ  Ｉｎｔｅｒｎａｔ．  Ｓｙｍｐ．  ｏｎ  ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ａｎｄ  ｍｉｃｒｏｆａｂｒｉｃａｔｅｄ  ｓｙｓｔｅｍｓ）の予稿集ｐ．２９７−３０８
【非特許文献８】Ａ．プロッスル（Ａ．ＰＬＯＳＳＬ）他の、マテリアルサイエンスアンドエンジニアリングＲレポート（Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｒ．  ｒｅｐｏｒｔ）Ｐ．５４の原稿「ウェーハ直接接合：脆性物質どうしの接着の調整」（“Ｗａｆｅｒ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂｏｎｄｉｎｇ：  Ｔａｉｌｏｒｉｎｇ  Ａｄｈｅｓｉｏｎ  Ｂｅｔｗｅｅｎ  Ｂｒｉｔｔｌｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ”）
【特許文献１】米国特許第５６８３８３０号
【特許文献２】仏国特許第２７２５０７４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
本発明は上述した課題を解決する。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明の目的は、ウェーハから開始して、表面素子に分かれており所定のレリーフを有する前面と、背面とを備えた薄膜を製造する方法であって、以下からなるステップ、すなわち、ａ）接合面として機能する面を有する支持ハンドルを調達するステップと、ｂ）後の薄膜化ステップに適合した最低接合エネルギーに対応する第１の値と、それに続く固着解除処理に適合した最高接合エネルギーに対応する第２の値との間で、支持ハンドルの接合面との接合エネルギーＥ０を得るための、ウェーハの前面の不完全な平坦化処理を含めたウェーハの前面加工ステップであって、該接合エネルギーＥ０はＥ０＝α．Ｅとなっており、Ｅはウェーハの前面が完全に平坦化された場合に得られる接合エネルギーであり、αは、ウェーハの前面の不完全に平坦化された面と、完全に平坦化された場合のウェーハの前面の面との割合であるステップと、ｃ）ウェーハの前面を直接接合により支持ハンドルの接合面に固着するステップと、ｄ）ウェーハを、背面から開始して薄膜を得るまで薄層化するステップと、ｅ）支持ハンドルの引き離しを伴って、表面素子を、薄膜から使用支持体へと移設するステップを備えた方法である。
【００２６】
αは０．４から０．８の間であると有利である。
【００２７】
本方法の第１の適用例によれば、ステップｅ）においてすべての表面素子が使用支持体に移設される。
【００２８】
本方法の第２の適用例によれば、ステップｅ）において表面素子は個々に移設され、ステップｂ）は各表面素子のための接合エネルギーＥ０を得るために実行され、ステップｅ）に先行して、薄膜を表面素子ごとに分断するステップがある。
【００２９】
本方法の第３の適用例によれば、ステップｅ）において表面素子は表面素子の集合ごとに移設され、ステップｂ）は各表面素子の集合のための接合エネルギーＥ０を得るために実行され、ステップｅ）に先行して、薄膜を表面素子の集合ごとに分断するステップがある。
【００３０】
薄膜の分断と同時に支持ハンドルを分断してもよい。
【００３１】
分断するステップを、薄膜のディープエッチングステップとのこ引き（ｓａｗｉｎｇ）ステップを組み合わせて行ってもよい。
【００３２】
特に、薄膜を得るウェーハの部分は半導体材料を含んでいてもよい。表面素子は完全にまたは部分的に完成した電子素子から構成されていてよい。
【００３３】
ステップｂ）において、不完全な平坦化は機械化学的研磨法によって行われてもよい。
【００３４】
ステップｄ）において、ウェーハは機械的、化学的、または機械化学的薄層化法（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ−ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｔｈｉｎｎｉｎｇ  ｍｅｔｈｏｄ）によって薄層化されてもよい。
【００３５】
ステップｅ）において、支持ハンドルからの引き離しを特に機械的および／または圧縮空気手段により達成されてもよい。
【００３６】
ステップｅ）において、移設は、支持ハンドルからの引き離しの前に行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
図１は、例えばシリコンまたはガラス製のウェーハからなる支持ハンドル１０の断面図である。ガラスは透明であることに利点があり、そのため、背面に配置された物体を目視検査することができる。支持ハンドル１０は、接合面として機能するように配備された面１１を有する。
【００３８】
図２は、例えばシリコン等の半導体材料製のウェーハ２０の断面図である。その主要面のうち１つの面は電子コンポーネントを製造するために処理されている。図２は、３つの完成された、または部分的に完成されたコンポーネント２１を示す部分図である。これらのコンポーネントが存在するため、処理済の面は、いくつかの異なる高さと異なる粗さの領域を持つ広範なレリーフを有する。ウェーハが完成されたコンポーネントを備えている場合、このレリーフの一部は、電気接触子を接続するのに用いられる開口の存在に相当する。
【００３９】
一般に、分子結合により接合されるウェーハの化学的性質、接合前の化学的洗浄、及び接合固化熱処理は、コンポーネントが設置されたウェーハが完全に平坦化されていれば接合エネルギーＥが得られるというように決められる。表面上の各１００平方ミクロンの素子内での粗さが約０．５ｎｍより少なければ、表面は完全に平坦化されている（ＡＦＭ測定）。
【００４０】
本発明による方法では、コンポーネントを備えたウェーハを加工し、次いで支持ハンドルへと接合して、その結果Ｅ０＝α．Ｅであるように調整された接合エネルギーＥ０で分子間結合を得るようにするが、そこでＥ０＞Ｅ１であり、かつＥ０＜Ｅ２である。Ｅ１は、薄層化に適合した最小接合エネルギーである。Ｅ２は最大接合エネルギーであり、それより下では接合パーツは可逆である。係数αは０．４から０．８の間であると有利である。この係数は、平坦化された領域とウェーハの総領域間の割合である。実際には、平坦化された領域は、平坦化された領域の素子の和に等しい。平坦化された表面素子とは、任意の１００平方ミクロンの素子上でＡＦＭにより測定された粗さが約０．５ｎｍよりも少ない、あらゆる連続した部分の表面を意味する。
【００４１】
固着（または接合）はウェーハ直接接合によりなされ、結果として二つの固着されたコンポーネントの界面には添加物は皆無である。接合されたコンポーネントの総厚みは変化せず、薄層化は非常に厳密に行うことができる。そしてこの厳密さは使用される装置によるものである。機械的薄層化を行えば、プラスマイナス１ミクロンの精度を得ることができる。
【００４２】
図３Ａから３Ｄは、本発明による方法の異なるステップを示す。
【００４３】
図３Ａは、平坦化処理をレベル２２に達するまで行った後のウェーハ２０を示す。通常の手法とは違って、ウェーハを完全に平坦化せずに分子間結合を得るため、機械化学的研磨（ＣＭＰ）によってレリーフの頂点を必要なだけ切りつめることが好ましい。ウェーハ上にはいくつかのレリーフがいくつかの高さでまだ残っている。図３Ａでは二つの高さのみを示しているが、２種以上の高さがあってよい。
【００４４】
接合エネルギーＥ１は、薄層化を可能にする最小接合エネルギーに相当する。明らかに、この最小エネルギーは、機械的、化学的、機械化学的またはその他の方法であってもよい薄層化方法に依存する。例えば、研削と機械化学的研磨による薄層化では、Ｅ１は５００ｍＪ／ｍ２に等しい。
【００４５】
図３Ｂは、ウェーハ２０がコンポーネント側で分子間結合により支持ハンドル１０と固着された場合に得られる構造体を示す。接合エネルギーＥは、構造体が（アニールをする場合は）アニールされた温度と、接合に供された物質（Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、Ｓｉ等）の性質、および接合前になされた化学的洗浄処理に依存する。であるから、構造体、また特にそこに存在するコンポーネントを劣化させないように、熱処理と化学処理が常に選択される。例えば、完全に平坦化された二つのＳｉＯ２−ＳｉＯ２表面どうしの親水性接合の場合は、３００℃で２時間アニールした後で１Ｊ／ｍ２のエネルギーが得られる。接合エネルギーＥ２は、最大接合エネルギーであり、それより下では固着は可逆である。明らかに、そのエネルギーは、薄層化後に接合界面で２枚のウェーハを引き離すのに用いられる方法に依存している。例えば、ブレードを用いて２つの部分の構造体を引き離すとすると、Ｅ２は約８００ｍＪ／ｍ２に等しくなる（ブレード法を用いて接合エネルギーを測定。）
【００４６】
支持ハンドル１０上に接合されたウェーハ２０は背面から薄層化され、薄膜２３を得る。図３Ｃにこれを示す。薄層化は機械的（研磨または研削で）に行ってよい。薄層化する物質を侵食する溶液を用いたエッチングによる化学的な方法でもよい。機械化学的、化学機械的研磨法でもよい。第１の基板には停止層（例えば、ＳＯＩ基板の場合は、埋め込まれた酸化物層）が存在していてもよい。この場合、薄層化はこの停止層の手前まで行われる。
【００４７】
薄層化の後、支持ハンドルに固着された薄膜を処理することができる。薄膜のコンポーネントは次いで同じ直径の別の支持体上へ包括的に移設されることができる。コンポーネントを個々に移設してもよい。個々の移設が必要ならば、コンポーネントはその支持ハンドル上で切断される。図３Ｃは、コンポーネント２１の切断軸２４を示す。
【００４８】
図３Ｄはコンポーネントとその切断された支持体を示す。薄層化されたコンポーネントはその処理支持体上にあるので、これらの切断されたコンポーネントは従来のツールで処理できる。図３Ｄは、処理中のコンポーネント２１と、対応する支持ハンドル１０の部分を示す。
【００４９】
コンポーネントが最終支持体または別の中間支持体上に移設されれば、コンポーネントを支持ハンドルの、コンポーネントの部分から分離することが可能となる。図３Ｅは、最終支持体２５に移設されたコンポーネント２１を示し、そこでコンポーネント２１は支持ハンドル１０のコンポーネントの部分に固定されたままでいる。図３Ｆは、最終支持体２５に固定され、支持ハンドル１０のコンポーネントの部分から分離されたコンポーネント２１を示す。分離は、任意の機械的または圧縮空気手段を、単独で、または組み合わせることにより行ってよい。例えば、ツールの挿入（テフロン（登録商標）（Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標））製ブレード、金属製）、ガス流動の圧入、圧力および／または剪断応力をかけることによる分離がある。
【００５０】
この方法の１変形例は、移設対象の素子を含む薄膜のみを切断すること、または、この膜およびハンドルの部分のみを切断することから構成される。移設対象の素子は、素子と支持ハンドルとの分離と同時に選択される。マニピュレータ（例えば真空マイクロピペット）を用いて素子を移設する。
【００５１】
別の変形例では、移設中に素子を支持ハンドルから分離してもよい。支持ハンドルの孔を貫通して穿孔装置を用いる場合がこの例である。
【００５２】
本発明はあらゆるタイプの半導体、例えばシリコン、ゲルマニウム、ＩＩＩ−Ｖ半導体（ＡｓＧａ、ＩｎＰ、ＧａＮ等）の薄層化に適用可能である。ウェーハが、任意であるが薄層化できる物質で製造されている場合にも適用される。
【００５３】
次に、コンタクトピンが開放されており、それに関して標準試験器を用いて試験がなされている、表面に集積回路を備えたウェーハの場合を説明する。このウェーハは強靭なレリーフを表面に有する。薄層化を十分に制御しなければならないなら、ウェーハを薄層化の前に厳密に測定し、このウェーハのすべての点における厚みを測定しなければならない（例えばＡＤＥによって）。
【００５４】
ウェーハは、レリーフの頂点を切りつめ、０．５ｎｍより下の粗さで２ｍｍ２の表面積で平面を得るため、不完全な状態で平坦化される。例えば、この表面は酸化ケイ素または窒化ケイ素であってよい。平坦化された表面は全領域の６０％を占める。平坦化をＣＭＰで行い、化学的洗浄のあと、ウェーハは、表面に酸化処理を施したシリコンウェーハ、または表面に場合により酸化ケイ素を堆積したガラス製ウェーハであってよい支持ハンドルと接合させられる。次いでこのウェーハを２５０℃で２時間アニールし、６００ｍＪ／ｍ２台の接合エネルギーを得る。同規模の接合エネルギーを得るために、より低い温度でより長時間熱してもよいし、またその逆でもよい。
【００５５】
集積回路を含んでいるウェーハの背面は、例えば研削に続いた機械化学的研磨により、１０ミクロンの厚みまで薄層化される。次いで回路は標準的なのこぎりを用いてその支持ハンドルとともに切り出される。１変形例は、素子を搭載した薄膜を、のこ引きを助長するパターンに沿って深くエッチングすること、例えば、のこ引き線より長い線にわたり薄膜の全長にわたってエッチングすることで構成される。このアセンブリは標準式の「ピックアンドプレース」式ツールで処理される。例えば、次に回路を、回路の背面を接着剤で最終支持体に接着することによりスマートカードに移設することもできる。次いで、回路の表面を支持ハンドルから分離するため圧力をかける。
【００５６】
別の変形実施形態では、３Ｄ回路を形成するため、回路の背面は、別の回路を包含したウェーハ上にウェーハ直接接合される。回路の背面は、例えば１．５Ｊ／ｍ２に等しい接合エネルギーにより固着されるてもよい。このエネルギーはプラズマ洗浄を用いることにより得ることができる。中間支持体は接合界面にブレードを差し込むことにより取り除かれてもよい。ブレードを差し込み易くするために、界面に小さな窪みを設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
本発明は、添付の図面を伴って非限定的な例として挙げられる以下の記述を読めばよりよく理解され、他の利点や具体的な特徴が明確になる。
【図１】本発明に係わる方法を用いる支持ハンドルの断面図である。
【図２】本発明に係わる方法による薄膜製造に用いられるウェーハの断面図である。
【図３Ａ−３Ｆ】本発明に係わる方法におけるさまざまなステップを示す。
【符号の説明】
【００５８】
１０  支持ハンドル
１１  面
２０  ウェーハ
２１  部分的に完成されたコンポーネント、または完全に完成されたコンポーネント
２３  薄膜
２４  切断軸
２５  最終支持体
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【国際調査報告】
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