(57)【要約】  本発明は、２つのウェハの少なくとも１つ（３０）に適用された圧力点（４３）から開始した第１の接合波伝播の後に、圧力点（４３）を覆うゾーンにわたって第２の接合波伝播が続く、分子結合による２つのウェハ（２０、３０）の接合方法に関する。第２の接合波伝播は、２つのウェハ間に分離要素（４１）を挿間し、少なくとも、第１の接合波伝播の開始後に分離要素を引き抜くことによって得られてもよい。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分子結合により２つのウェハまたは基板（２０、３０）を接合する方法であって、
ａ）組み立てられる前記ウェハの表面（２１、３１）を少なくとも部分的に接触した状態にするステップと、
ｂ）前記２つのウェハの少なくとも１つに適用された圧力点（４３）からの第１の接合波伝播（４４）ステップと、
ｃ）前記圧力点（４３）を覆うゾーンにわたった第２の接合波伝播（４６）ステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記圧力点（４３）が、前記２つのウェハの一方の縁部の付近に適用されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ステップａ）の間、組み立てられる前記ウェハの前記表面（２１、３１）間に、分離要素（４１）が挿間され、ステップｃ）において、前記分離要素（４１）が、第２の接合波伝播（４６）を開始するために引き抜かれることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
ステップｂ）の後、ステップｃ）の前に、前記分離要素（４１）が、前記ウェハ（２０、３０）の内部の方へ変位されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ステップｃ）の前に、前記組み合わせられたウェハ（５０、６０）の前記表面（５１、６１）が、少なくとも前記圧力点（６３）の近傍に位置するゾーンにわたって部分的に非接合にされることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項６】
前記組み立てられたウェハ（５０、６０）の前記表面（５１、６１）が、局所圧力点（６３）を含むゾーンにわたって部分的に非接合状態にされることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
第１の基板（１００）の一面上にマイクロコンポーネント（１１０）の第１の層を作成するステップと、前記マイクロコンポーネント層を含む前記第１の基板の面を第２の基板（２００）に接合するステップとを含む三次元複合構造（３００）の製造方法であって、
前記第１および第２の基板（１００、２００）が、請求項１〜６のいずれか一項に記載の組み立て方法に従って組み立てられることを特徴とする、三次元複合構造（３００）の製造方法。
【請求項８】
前記接合ステップの後、前記第１の基板（１００）を薄化するステップを含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１のマイクロコンポーネント層を含む面とは反対にある前記第１の基板の面上に第２のマイクロコンポーネント層（１４０）を作成するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記接合ステップの前に、前記第１のマイクロコンポーネント層（１１０）を備える前記第１の基板（１００）の面上に酸化物層を形成するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項７〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の基板（１００）が、ＳＯＩタイプの構造であることを特徴とする、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも前記第１のマイクロコンポーネント層が、イメージセンサを含むことを特徴とする、請求項７〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２の基板（２００）の材料が、透明な材料であることを特徴とする、請求項７〜請求項１２のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野および背景技術】
【０００１】
本発明は、初期基板から形成された少なくとも１つの層を最終基板に転写することによって作られる多層半導体ウェハまたは基板を製造する分野に関し、この転写層は、初期基板の一部分に相当する。転写層は、コンポーネントまたは複数のマイクロコンポーネントのすべてまたは一部をさらに備えるものであってもよい。
【０００２】
さらに正確に言えば、本発明は、「ドナー基板」と呼ばれる基板から「レシーバ基板」と呼ばれる最終基板へ層を転写している間に現れる不均質な変形の問題に関する。このような変形は、マイクロコンポーネントの１つ以上の層を最終支持基板に転写する場合や、回路の転写やバックライト付きイメージャの作製時にも必要とされる三次元集積技術（３Ｄ集積）で観察されてきた。１つまたは複数の転写層は、初期基板上に少なくとも部分的に作製されたマイクロコンポーネント（電子、光電子など）を含み、上記層は、コンポーネントを任意に含み得る最終基板上に積層される。主に、単一層上に存在するマイクロコンポーネントのサイズの大幅な縮小および数量の増大により、各転写層は、下層と厳密に位置合わせされた状態になるように高精度で最終基板上に位置付けられなければならない。さらに、例えば、他のマイクロコンポーネントを形成するため、マイクロコンポーネントの表面を露出するため、配線を作成するためなど、層転写後に層上に処理を実行することが必要な場合もある。
【０００３】
しかしながら、本出願人は、転写した後、転写前に形成されたマイクロコンポーネントと位置合わせされたさらなるマイクロコンポーネントを形成することが、不可能ではないにしろ、非常に困難な場合があることを確認している。
【０００４】
このような位置ずれ現象について、初期基板上に形成されたマイクロコンポーネント層を最終基板へ転写するステップと、接合後に初期基板の露出面上にさらなるマイクロコンポーネント層を形成するステップとを含む、三次元構造を作製する例を示した図１Ａ〜図１Ｅを参照しながら記載する。図１Ａおよび図１Ｂは、第１の一連のマイクロコンポーネント１１が形成された初期基板１０を示す。マイクロコンポーネント１１は、作成されるマイクロコンポーネント１１に相当するパターン形成ゾーンを規定し得るマスクを用いて、フォトリソグラフィによって形成される。
【０００５】
その後、図１Ｃから分かるように、マイクロコンポーネント１１を有する初期基板１０の面は、最終基板２０の面と密接した状態にされる。初期基板１０と最終基板２０との間の接合は、一般に、分子結合によって実行される。このように、マイクロコンポーネント１１の埋め込み層が、基板１０および２０の間の接合界面で形成される。接合後、図１Ｄから分かるように、初期基板１０は、マイクロコンポーネント１１の層の上方にある材料の一部分を除去するために薄化される。このようにして、最終基板２０および初期基板１０の残りの部分に対応する層１０ａから複合構造３０が形成される。
【０００６】
図１Ｅから分かるように、三次元構造を作成する次のステップは、薄化された初期基板１０の露出表面でマイクロコンポーネント１２の第２の層を形成するステップか、または（コンタクト、配線などになる）層１０ａに含まれたコンポーネントと位置合わせ状態にある上記露出表面上で追加の技術ステップを実行するステップを含む。簡略化するために、「マイクロコンポーネント」という用語は、以降、本明細書において、高精度な位置付けが必要な層上または層内で実行された技術ステップから得られるデバイスを規定するように用いられる。このように、マイクロコンポーネントは、能動または受動コンポーネント、単純な接触点、または配線であってもよい。
【０００７】
埋め込みマイクロコンポーネント１１と位置合わせしたマイクロコンポーネント１２を形成するために、マイクロコンポーネント１１を形成するために使用したものと同様のフォトリソグラフィマスクが使用される。層１０ａのような転写層は、典型的に、マイクロコンポーネント間と、層を形成するウェハ上の両方にマークを含み、このマークは、特に、フォトリソグラフィ中に実行されるもののような技術的な処理ステップ中の位置決めおよび位置合わせツールによって使用される。
【０００８】
しかしながら、位置決めツールを使用しても、マイクロコンポーネント１１および１２の一部の間に、図１Ｅに示すずれΔ１１、Δ２２、Δ３３、Δ４４（それぞれ、マイクロコンポーネントの対１１１／１２１、１１２／１２２、１１３／１２３、および１１４／１２４の間に観察されるずれに相当）のようなずれが生じる。
【０００９】
このようなずれにより、最終基板との組み立て中に、初期基板から得られた層に不均質な変形が現れることになる。この変形により、ある特定のマイクロコンポーネント１１の変位が生じる。加えて、転写後に基板の露出表面上に形成されたある特定のマイクロコンポーネント１２と、マイクロコンポーネント１１との位置変動の大きさが、数百ナノメートルオーダー、あるいは、マイクロメートルオーダーのものになることもある。
【００１０】
マイクロコンポーネント１１および１２の２つの層間でのこの位置ずれ現象（「オーバーレイ」とも呼ばれる）は、短絡、積層体の歪み、２つの層のマイクロコンポーネント間の接続欠陥の原因となり得る。このように、オーバーレイ現象により、作製された多層半導体ウェハの品質および価値が低下してしまう。マイクロコンポーネントの小型化の需要が絶えず求められ、層当たりの集積密度が増大するため、この現象による影響は増すばかりである。
【００１１】
三次元構造の作製中の位置合わせに関する問題は、よく知られている。Ｂｕｒｎｓらの文献「Ａ  Ｗａｆｅｒ−Ｓｃａｌｅ  ３−Ｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」（ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  Ｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅｓ、ｖｏｌ  ５３、Ｎｏ  １０、Ｏｃｔ  ２００６）において、接合した基板間での位置合わせの変動を検出する方法が記載されている。Ｈａｉｓｍａらの文献「Ｓｉｌｉｃｏｎ−Ｗａｆｅｒ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ａｎｄ  （Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ｏｆ  Ｄｉｒｅｃｔ−Ｂｏｎｄｅｄ  Ｓｉｌｉｃｏｎ」（Ｐｈｉｌｉｐｓ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ、ｖｏｌ  ４９、Ｎｏ  １／２、１９９５）において、良質の最終ウェハ、すなわち、マイクロコンポーネント間に可能な限りずれがない最終ウェハを得るために、特に、研磨ステップ中のウェハの平坦さの重要性が強調されている。
【００１２】
より一般には、基板を別の基板に転写している間に基板へ不均質な変形が導入されることは望ましくない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、基板を別の基板に転写している間に基板に現れる不均質な変形を制限可能な解決法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的を達成するために、本発明により、
ａ）組み立てられるウェハの表面を少なくとも部分的に接触した状態にさせるステップと、
ｂ）２つのウェハの少なくとも１つに適用された圧力点からの第１の接合波伝播ステップと、
ｃ）圧力点を覆うゾーンにわたった第２の接合波伝播ステップと、
を含む、分子結合により２つのウェハまたは基板を接合する方法が提供される。
【００１５】
以下にさらに詳細に説明するように、分子結合を生じさせるために通常行われる第１の接合波伝播後、圧力点を含むゾーンにわたって第２の接合波伝播を開始すると、接触した２つのウェハのすべての表面にわたって分子結合させながら、第１の接合波伝播を開始することでウェハに発生する不均質な変形が減少する。
【００１６】
このように、分子結合中に圧力点を適用することで生じる変形を最小限に抑えることによって、引き続き、さらなるマイクロコンポーネント層を形成する間に生じるオーバーレイの危険性が実質的に低減する。
【００１７】
長い距離にわたる第１の接合波伝播を可能にし、圧力点から離れた部分にほぼ変形がないゾーンを形成するために、圧力点は、２つのウェハの一方のエッジ付近に適用されることが好ましい。
【００１８】
本発明の１つの態様において、ステップａ）の間、組み立てられるウェハの表面間に、分離要素が挿間され、上記分離要素は、第２の接合波伝播を開始するステップｃ）において除去される。別の実施例において、ステップｂ）の後、ステップｃ）の前に、分離要素は、第１の接合波伝播中に形成された接合界面を部分的に開くために、ウェハの内部の方へ変位されてもよい。
【００１９】
本発明の別の態様において、ウェハは、ステップａ）の実行中に完全に接触状態にされる。次に、ステップｃ）の前に、組み立てられたウェハ表面は、少なくとも圧力点の近傍に配置されるゾーンにわたって部分的に接合されておらず、その後、上記表面は、第２の接合波伝播を開始するために、再度接触状態にされる。組み立てられたウェハ表面は、好ましくは、圧力点を含むゾーンにおいて接合されず、これにより、上記ゾーンにおける応力の解放がさらに促される。
【００２０】
本発明により、複合三次元構造の製造方法が提供され、この方法は、第１の基板の一面上にマイクロコンポーネントの第１の層を作成するステップと、マイクロコンポーネントの層を有する第１の基板の面を第２の基板に接合するステップとを含み、第１および第２の基板が、本発明の組み立て方法に従って組み立てられることを特徴とする。
【００２１】
本発明の組み立て方法を使用するということは、言い換えれば、マイクロコンポーネントの層の転写中に、オーバーレイ現象がなくなり、非常に高品質の多層半導体ウェハの製造が可能になるということである。マイクロコンポーネントの層は、特に、イメージセンサを含んでもよい。
【００２２】
この場合、第２の基板の材料は、シリカや石英などの透明材料である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】従来の三次元構造の製造を示した線図である。
【図１Ｂ】従来の三次元構造の製造を示した線図である。
【図１Ｃ】従来の三次元構造の製造を示した線図である。
【図１Ｄ】従来の三次元構造の製造を示した線図である。
【図１Ｅ】従来の三次元構造の製造を示した線図である。
【図２】本発明の１つの実施例による分子結合組み立て方法の線図である。
【図３】本発明の１つの実施例による分子結合組み立て方法の線図である。
【図４】本発明の１つの実施例による分子結合組み立て方法の線図である。
【図５】本発明の１つの実施例による分子結合組み立て方法の線図である。
【図６】本発明の１つの実施例による分子結合による接合方法の線図である。
【図７】本発明の１つの実施例による分子結合による接合方法の線図である。
【図８】本発明の１つの実施例による分子結合による接合方法の線図である。
【図９】本発明の１つの実施例による分子結合による接合方法の線図である。
【図１０】本発明の１つの実施例による分子結合による接合方法の線図である。
【図１１Ａ】本発明の組み立て方法を用いた三次元構造の製造を示す線図である。
【図１１Ｂ】本発明の組み立て方法を用いた三次元構造の製造を示す線図である。
【図１１Ｃ】本発明の組み立て方法を用いた三次元構造の製造を示す線図である。
【図１１Ｄ】本発明の組み立て方法を用いた三次元構造の製造を示す線図である。
【図１２】図１１Ａ〜１１Ｄに示す三次元構造の製造中に実行されるステップのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明は、一般に、分子結合によって、第１の基板およびウェハを第２の基板またはウェハに接合するステップを少なくとも含む方法による複合構造の製造に応用可能である。
【００２５】
分子結合は、それ自体はよく知られている技術である。分子結合の原理は、２つの表面を直接接触させた状態にすること、すなわち、特定の接合材（接着剤、ワックス、蝋など）を使用せずに接触させることに基づいたものであることを想起されたい。このような動作は、接合表面が十分に滑らかであり、粒子や汚染物質がなく、接触し始めるのに十分な近さ、典型的には、数ナノメートル未満の距離にあることが必要とされる。このような条件下において、２つの表面間の引力は、分子結合（接合する２つの表面の原子または分子間の電子的相互作用の引力（ファンデルワールス力）の集まりによって誘発される結合）を生じさせるのに十分な強さである。
【００２６】
分子結合を開始するには、接合開始点からの接合波の伝播を引き起こすために、例えば、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）スタイラスを用いて、局所的圧力を別のウェハに密接させたウェハに与える。「接合波」という用語は、本明細書において、開始点から伝播し、２つのウェハ間の密接した表面全体（接合界面）にわたって、開始点からの引力（ファンデルワールス力）の拡散に相当する接合面または分子結合面に適用される。
【００２７】
本出願人は、単一基板にあるパターンやマイクロコンポーネント間の相対変位が、分子結合によって基板を別の基板に接合するステップの後に現れることを示した。より正確に言えば、本出願人により実行された実験によれば、分子結合による接合開始点、すなわち、圧力点が適用された領域に、応力（引っ張りおよび／または圧縮）が生じることが分かった。これらの応力は、基板に現れる不均質な変形の原因になるものであり、結果的には、あるパターンまたはマイクロコンポーネントが互いに対して相対的または不均等に変位する原因になる。
【００２８】
本出願人は、変形が、接合の開始点またはトリガ位置に、またはその周囲に主に局在し、これらの変形に弾性があることを観察した。これらの変形は、圧力を適用する点を中心に最大１５ｃｍ（センチメートル）の半径に及び得る。
【００２９】
対照的に、開始点から離れた位置にある基板の部分、すなわち、接合波が伝播した部分において観察された変形は最小である。特に、この開始点での変形のこのような局所化は、このゾーンが、接合波を開始させるために圧力が適用された領域に相当するという点により説明がなされる。圧力を局所的に適用すると、圧力応力をかける点から距離が離れるにつれて応力が低減する。
【００３０】
その結果、本発明では、分子結合を可能にするために通常実行される第１の接合波伝播の後、圧力点の少なくとも近傍に位置するゾーンにわたって、すなわち、変形の少なくとも一部分に達するように、加圧点から１５ｃｍ未満に位置するゾーンにわたって、第２の接合波伝播を発生させるために、基板の接合中に分子結合プロセスを制御することが提案される。第２の波伝播は、加圧点を覆うか、または含むゾーンにわたって実行されることが好ましい。
【００３１】
このようにして、第２の接合波伝播が、第１の接合波伝播の開始点に相当する圧力点の適用ゾーンに達すると、異なる伝播方向により、第２の接合波伝播は、第１の伝播の開始によって生じる応力を解放することができ、その結果、接触状態にある２つのウェハの表面の全体にわたって分子結合を発生させながら、この領域のウェハにある変形を低減し得る。
【００３２】
さらに、第１の接合波伝播とは対照的に、本発明による第２の接合波伝播を開始すると、新しい応力が生じることも、ウェハに新しい変形が生じることもない。実際、第２の接合波伝播は、第１の接合波伝播中に発生した分子結合による部分的な接合が、２つのウェハ間に存続する間に開始され、このようにすでに接合されたウェハの部分の変形は、上記に説明したように、圧力点の近傍を越えると最小になる。その結果、第２の接合波伝播は、分子結合が、存続する部分的な接合ゾーンから始まるため、新しい加圧点を適用することなく、応力のないゾーンから開始されてもよい。言い換えれば、第２の接合波伝播は、第１の接合波伝播の後、２つのウェハ間の非接合部分や再び開いてしまった部分で、再度接合界面を閉じることによって開始され、このような非接合状態の部分は、２つのウェハ間の応力がない接合ゾーンに近い位置にある。
【００３３】
図２〜図５を参照しながら、本発明の組み立て方法の第１の実施例について記載する。図２において、基板キャリアデバイス４０を備える接合機械に、第１のウェハまたは基板２０が配置される。基板キャリアデバイス４０は、分子結合により第１のウェハ２０を第２のウェハまたは基板３０に組み立てる目的で、例えば、支持プラテン４０ａに関連付けられた静電または吸引システムによって、第１のウェハ２０を保持する支持プラテン４０ａを備える。
【００３４】
上記に説明したように、さらには、既知の方法で、接合対象のウェハ２０および３０のそれぞれの表面２１および３１は、分子結合が可能なように予め準備される（研磨、洗浄、疎水性／親水性処理など）。
【００３５】
次に、ウェハ２０、３０の表面２１、３１は、図３に示すように、２つのウェハの間にピン４１の形態の分離要素が挿間されたゾーン４２以外で、互いに密接な状態にされる。
【００３６】
図４から分かるように、例えば、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）スタイラスを用いて、圧力点が作用するウェハ３０の領域に相当する開始点４３から、第１の接合波伝播４４が開始される。開始点４３にベアリング圧力をかけると、応力線４５ａ〜４５ｅで表すように、この点の周りに応力が生じ、開始点４３からの距離に応じて、応力の強度が低減する。
【００３７】
第１の接合波伝播４４の開始点は、ウェハ３０上の任意の点で局所化されてもよい。しかしながら、可能な限り変形がほとんどないゾーンを提供するためには、第１の接合波が長い距離にわたって伝播し、開始点から離れた部分に、開始点４３の近傍に位置するゾーンと比較して変形が実質的にないゾーンを形成するように、ウェハの周囲に開始点が局所化されることが好ましい。図４において、第１の接合波伝播４４の形状が、開始点４３からウェハ３０の反対側の末端の方向Ａに進むにつれて滑らかになっていることが分かる。これは、開始点４３から距離が離れるにつれ、ウェハ２１の不均質なずれの原因となる応力が著しく低下することを示している。
【００３８】
第１の接合波伝播が、開始点４３の反対側の末端に達すると、ピン４１が引き抜かれて、ゾーン４２をもう一度閉じ、次に、図５に示すように、変形がまったくないか、または変形が実質的にない接合ゾーンから方向Ｂに進む第２の接合波伝播４６を開始する。第２の伝播中に伝播する接合波は、開始点４３の領域またはゾーンまで滑らかな形状を有する。この第２の接合波伝播は、第１の接合波伝播４４の間に開始点４３の近傍に作り出した変形を補正しながら、２つのウェハ間の接合界面を再度完全に閉じ得る。図５から分かるように、この第２の接合波伝播は、開始点または圧力４３を含み、または覆うゾーンに及ぶ。
【００３９】
開始点４３の領域は、２つのウェハの分離が、圧力点が適用されたゾーン付近のゾーンにあるようにするために、ピン４１に比較的近くなるように選択されることが好ましい。これにより、圧力点で生じる応力が良好に解放される。開始点が、ウェハの縁部付近ではなく、ウェハの中心に向かった位置にあれば、ピンは、ウェハの中心に向けてさらに前進した位置に設けられる。
【００４０】
１つの変形例において、ウェハの縁部に最初に位置付けられた分離要素、例えば、ピン４１は、接合界面を部分的に接合しないようにするために、第１の接合波伝播を開始した後、ウェハの内部に向かって設けられてもよい。すなわち、接合界面は、特に、分離要素が最初に開始点から離れたゾーンに配置されている場合、例えば、ウェハの中心の近傍に配置されるゾーンにある場合、開始点付近または開始点で開かれた状態であり得る。
【００４１】
図６〜図１０は、２つのウェハ間の接合界面を再び開くことによって、第２の接合波が発生するという点で、上述した実施例とは異なる本発明の組み立て方法の別の実施例を示す。
【００４２】
さらに正確に言えば、図６および図７から分かるように、第１および第２のウェハまたは基板５０、６０のそれぞれの表面５１および６１は、上述したのと同じ条件下で密接した状態にされ、第１のウェハ５０は、基板キャリアデバイス７０の支持プラテン７０ａ上に保持されている。第１の接合波伝播６４は、圧力点を適用することによって開始点６３から開始され、図８に示すように、ウェハ５０の反対側の末端に向かって方向Ａに前進する。開始点６３にベアリング圧力をかけると、応力線６５ａ〜６５ｅで表すように、この点の周りに応力が生じ、開始点６３からの距離に応じて、応力の強度が低減する。
【００４３】
この実施例において、２つのウェハ間には障害物が設けられておらず、その結果、第１の接合波伝播６４の間、接合界面の全体にわたって分子結合が起こる。第２の接合波伝播を開始するためには、ゾーン６２（図９）にわたって接合界面を開くことによって、２つのウェハ間で部分的な非接合が実行される。ウェハの部分的な非接合は、例えば、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）製のブレードを差し込むことによって、または、接合界面に流体ジェット（水、空気、ガスなど）を適用することなどによって達成されてもよい。部分的な非接合はまた、上述したピン４１のようなピンを差し込むことによって実行されてもよい。
【００４４】
接合界面は、２つのウェハの周辺にある任意の領域から再度開かれてもよい。しかしながら、２つのウェハ間の部分的な非接合は、開始点６３で実行されることが好ましい。開始点６３で接合界面を再度開くことによって、ゾーン６２に含まれるウェハ６０の部分がウェハ５０に接合されないため、この開始点の周囲で生じた応力が解放され得る。分離物体（例えば、ブレードやピン）の差し込み長さや流体ジェットの浸透力は、（ウェハの縁部や中心に近接した）ウェハ上の開始点の位置による。
【００４５】
次に、非接合ゾーン６２は、図１０に示す方向Ｂに変位する第２の接合波伝播６６を開始するために再度閉じられ、変形を生じることなく、２つのウェハ間の接合界面を再び完全に閉じることができる。図１０から分かるように、この第２の接合波伝播は、開始点または圧力６３を含み、または覆うゾーンに及ぶ。
【００４６】
第２の接合波伝播を開始するためにウェハ６０または２つのウェハ５０および６０が受ける応力および変形をさらに最小限に抑えるために、非接合ゾーンを変えながら、または変えずに、実行される非接合／再接合ステップが何度も繰り返されてもよい。
【００４７】
本発明の方法は、分子結合と適合性のある任意のタイプの材料、特に、シリコン、ゲルマニウム、ガラス、石英などの半導体材料の組み立てに応用可能である。組み立てられるウェハは、ウェハの一部のみにわたってマイクロコンポーネントを有してもよい。
【００４８】
本発明の組み立て方法に関する１つの特定の非排他的な分野は、三次元構造の製造分野である。
【００４９】
図１１Ａ〜図１１Ｄおよび図１２を参照しながら、本発明の実施例による、初期基板上に形成されたマイクロコンポーネントの層を最終基板に転写することによって三次元構造を製造する１つの方法について記載する。
【００５０】
三次元構造の製造では、まず、ウェハまたは初期基板１００の表面上に第１の一連のマイクロコンポーネント１１０を形成する（図１１Ａ、ステップＳ１）。初期基板１００は、単層構造、例えば、シリコン層であってもよく、またはＳＯＩタイプの構造のような多層構造であってもよい。マイクロコンポーネント１１０は、作成されるマイクロコンポーネント１１０に相当するパターン形成ゾーンを規定し得るマスクを用いて、フォトリソグラフィにより形成される。フォトリソグラフィによりマイクロコンポーネント１１０を形成している間、初期基板１００は、基板支持デバイス１２０上に保持される。基板支持デバイスは、例えば、支持プラテン１２０ａに関連付けられた静電または吸引システムによって、初期基板１００を同一平面にする支持プラテン１２０ａを備える。
【００５１】
次に、マイクロコンポーネント１１０を備える初期基板１００の面は、分子結合によって接合させる目的で、最終ウェハまたは基板２００の一面と密接した状態にされる（ステップＳ２）。また、酸化物層、例えば、ＳｉＯ２が、マイクロコンポーネント１１０を備える初期基板１００の面および／または密接した状態にすることを意図した最終基板２００の面上に形成されてもよい。
【００５２】
次に、上記に説明したように、開始点で局所的圧力をかけることによって、２つの基板間の分子結合を可能にする第１の接合波伝播が開始される（ステップＳ３）。
【００５３】
次に、第１の接合波伝播の開始点の少なくとも近傍に位置するゾーンにわたって、第２の接合波伝播が開始される（ステップＳ４）。この第２の接合波伝播は、第１の接合波伝播の開始点を通過することが好ましい。
【００５４】
図２〜図５に関して上記に説明したように、第２の接合波伝播は、第２の接合波伝播の開始が可能な非接合ゾーンを維持するために、第１の接合波伝播の開始中に、２つの基板１００、２００の間に挿間された分離要素を引き抜くことによって開始されてもよい。図６〜図１０に関して上述した別の変形例によれば、第２の接合波伝播は、第１の接合波伝播の開始中に得られる接合界面を部分的に再び開き閉じることによって開始されてもよい。
【００５５】
第２の接合波伝播の後、初期基板１００および最終基板２００は、マイクロコンポーネント１１０（図１１Ｂ）を備える初期基板１００に、まったく変形がないか、またはほとんど変形がない状態で、接触した表面全体にわたって分子結合により接合される。このようにして、基板１００および２００の間の接合界面に、マイクロコンポーネント１１０の埋め込み層が作られる。
【００５６】
接合後、図１１Ｃから分かるように、初期基板１００は、マイクロコンポーネント１１０の層の上方にある材料の一部分を除去するために薄化される（ステップＳ５）。基板１００がＳＯＩタイプの基板である場合、残りの層１００ａの厚みを規定するために埋め込み絶縁層を使用できることが有益である。このようにして、最終基板２００と、初期基板１００の残りの部分に相当する層１００ａから形成された複合構造３００が製造される。初期基板１００は、特に、化学機械研磨（ＣＭＰ）、化学エッチング、または原子注入による基板に形成された弱化平面に沿った分割または破断によって薄化されてもよい。
【００５７】
図１１Ｄから分かるように、三次元構造を製造する際の次のステップでは、薄化された初期基板１００の露出表面にマイクロコンポーネント１４０の第２の層を形成する（図１１Ｄ、ステップＳ６）。埋め込みマイクロコンポーネント１１０と位置合わせされたマイクロコンポーネント１４０を形成するために、マイクロコンポーネント１１０を形成するために用いたものと同様のフォトリソグラフィマスクが用いられる。マイクロコンポーネント１１０の形成中、最終基板２００および層１００ａによって形成された複合構造３００は、デバイス１２０と同一の基板キャリアデバイス１３０の支持プラテン１３０ａ上に保持される。次に、フォトリソグラフィマスクが、層１００ａの自由表面に適用される。
【００５８】
１つの変形例において、三次元構造は、複数の層の積層体によって形成され、各層は、本発明の組み立て方法によって転写され、すぐ隣にある層と位置合わせされる。
【００５９】
本発明の分子結合の開始方法により、初期基板１００を最終基板２００に転写する前および転写した後に、マイクロコンポーネント１１０の著しいずれが観察されないように、変形がほとんどない状態か、または少なくとも変形が減少した状態で、初期基板１００が最終基板に接合され得る。このようにして、これらの残留ずれは、ウェハの表面全体にわたって均質に、２００ｎｍ（ナノメートル）未満、場合によっては、１００ｎｍ未満の値に制限され得る。このようにして、マイクロコンポーネント１４０、さらには、非常に小さな寸法（例えば、１μｍ（マイクロメートル））のものが、初期基板の転写後でも、マイクロコンポーネント１１０と位置合わせされた状態で容易に形成されてもよい。
【００６０】
その結果、本発明の組み立て方法は、ある回路層を別の層または支持基板へ転写している間に、オーバーレイ現象をなくし、非常に高品質の多層半導体ウェハを製造可能である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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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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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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