(57)【要約】半導体構造の形成方法は、コーティングを形成するためにシラン材料にキャリア基板を暴露することと、少なくともキャリア基板の周縁部に隣接する所でコーティングの一部を除去することと、キャリア基板に別の基板を接着結合することと、キャリア基板から別の基板を分離することと、を含む。シラン材料は、（ＸＯ）３Ｓｉ（ＣＨ２）ｎＹ、（ＸＯ）２Ｓｉ（（ＣＨ２）ｎＹ）２または（ＸＯ）３Ｓｉ（ＣＨ２）ｎＹ（ＣＨ２）ｎＳｉ（ＸＯ）３という構造を有する化合物を含み、ＸＯは加水分解性アルコキシ基であり、Ｙは有機官能基であり、ｎは非負整数である。幾つかの方法は、第一の基板の上に、ＳｉＯＳｉを含むポリマー材料を形成することと、ポリマー材料の一部を除去することと、第一の基板に別の基板を接着結合することとを含む。構造は、第一の基板の上に配置された、ＳｉＯＳｉを含むポリマー材料と、第一の基板およびポリマー材料の少なくとも一部の上に配置された接着材料と、接着材料の上に配置された第二の基板とを含む。【選択図】図５Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体デバイスの処理方法であって、
シラン材料にキャリア基板を暴露して前記キャリア基板の表面の上にコーティングを形成することであって、前記シラン材料は、（ＸＯ）３Ｓｉ（ＣＨ２）ｎＹ、（ＸＯ）２Ｓｉ（（ＣＨ２）ｎＹ）２および（ＸＯ）３Ｓｉ（ＣＨ２）ｎＹ（ＣＨ２）ｎＳｉ（ＸＯ）３のみから成る群から選択される構造を有する化合物を含み、ＸＯは加水分解性アルコキシ基であり、Ｙは有機官能基であり、ｎは非負整数である、ことと、
前記コーティングの一部を、前記コーティングの残りを除去することなく、少なくとも前記キャリア基板の周縁部に隣接する所で前記表面から除去することと、
前記表面の上側で前記キャリア基板に別の基板を接着結合することと、
前記キャリア基板から前記別の基板を分離することと、
を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
メトキシ基およびエトキシ基のみからなる群からＸＯを選択することをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
Ｙは少なくとも一つの芳香環を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記キャリア基板に別の基板を接着結合する前に、前記コーティングを少なくとも部分的に硬化することをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記コーティングを少なくとも部分的に硬化することは、前記キャリア基板の前記周縁部に隣接する所で前記コーティングの前記部分を除去する前に、前記コーティングを硬化することを含む、
ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも前記キャリア基板の周縁部に隣接する所で前記表面から前記コーティングの一部を除去することは、少なくとも部分的に硬化されたコーティングの一部を除去することを含む、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
シラン材料にキャリア基板を暴露して前記キャリア基板の表面の上にコーティングを形成することは、前記キャリア基板の表面の上に疎水性コーティングを形成することを含む、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
少なくとも前記キャリア基板の周縁部に隣接する所で前記表面から前記コーティングの一部を除去することは、前記キャリア基板を溶剤に暴露することを含む、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記キャリア基板に別の基板を接着結合することは、前記コーティングの上と、前記キャリア基板のコーティングされていない部分の上に、接着剤を塗布することを含む、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記キャリア基板に別の基板を接着結合することは、前記キャリア基板に前記別の基板を結合する前に、前記別の基板の上に接着剤を塗布することを含む、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記シラン材料は、１，２−ビス［トリエトキシシリル］エタン、１，２−ビス［トリメトキシシリル］オクタンおよび１，２−ビス［トリメトキシシリル］デカンのみから成る群から選択される材料を含む、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
シラン材料にキャリア基板を暴露して前記キャリア基板の表面上にコーティングを形成することは、前記シラン材料を含む溶液に前記キャリア基板を暴露することを含む、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記シラン材料を含む溶液に前記キャリア基板を暴露することは、前記シラン材料と水とを含む溶液に前記キャリア基板を暴露することを含む、
ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記シラン材料を含む溶液に前記キャリア基板を暴露することは、前記シラン材料と有機溶媒とを含む溶液に前記キャリア基板を暴露することを含む、
ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記シラン材料を含む溶液に前記導電性材料を暴露することは、体積百分率で約５パーセントのシラン材料と、体積百分率で約５パーセントの脱イオン水と、体積百分率で約９０パーセントのメタノールまたはエタノールとを含む溶液に、前記導電性材料を暴露することを含む、
ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
キャリア基板をシラン材料に暴露して前記キャリア基板の表面上にコーティングを形成することは、前記キャリア基板の表面の上に、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉを含むポリマー材料を形成することを含む、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記キャリア基板の表面の上に、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉを含むポリマー材料を形成することは、多孔質シランフィルムを形成することを含む、
ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
Ｓｉ−Ｏ−ＳｉおよびＭ−Ｏ−Ｓｉを含む界面層を形成することをさらに含み、Ｍは前記キャリア基板の金属である、
ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
第一の基板表面の上に配置された、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉを含むポリマー材料と、
前記第一の基板表面と、前記ポリマー材料の少なくとも一部との上に配置された接着材料と、
前記接着材料の上に配置された第二の基板と、
を含む、
ことを特徴とする構造。
【請求項２０】
前記ポリマー材料は、金属−酸素−シリコン結合によって、前記第一の基板に結合される、
ことを特徴とする請求項１９に記載の構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［優先権主張］
本出願は、２０１３年７月３０日に出願された米国特許出願整理番号１３／９５４，１３３“ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ  ＦＯＲ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ  ＤＥＶＩＣＥＳ”の出願日の利益を享受する権利を主張する。
【０００２】
本開示は、種々の実施形態において、概して、シラン材料を含む組成物に関し、半導体デバイスの処理中にこの組成物を利用してキャリア基板にウェーハ基板を除去可能なように接着するような関連方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
半導体デバイスおよびその構造は、典型的にはウェーハまたは他のバルク半導体基板上に作成されるが、このウェーハまたは他のバルク半導体基板は“デバイスウェーハ”と本明細書で称されることがある。その後、アレイは個々の半導体デバイスに“個片化（ｓｉｎｇｕｌａｔｅ：シンギュレート）され”、個々の半導体デバイスは、より高いレベルのパッケージングとの間で、実際に機械的および電気的にインターフェイスを形成するために  ―例えばプリント配線基板との相互接続のために―  パッケージに組み込まれる“ダイ”としても特徴づけられることがある。デバイスパッケージングは、ダイがまだウェーハの一部である間に、ダイ上、またはダイ周囲に形成されてもよい。この手法は、本技術分野でウェーハレベルパッケージングと称されるが、パッケージング全体のコストを低減し、デバイス寸法の縮小を可能とし、その結果、従来のパッケージされたデバイスと比較すると、より高速の動作および電力需要の低下をもたらす可能性がある。
【０００４】
デバイスウェーハ基板の薄型化が、半導体デバイス製造時に通常使用される。なぜなら、薄型化はデバイスの積層を可能とし、熱の放散を促進するからである。しかしながら、基板がより薄くなると、基板またはその基板上の集積回路コンポーネントに損傷を与えずに処理することが、比較的より困難となる。幾つかの困難を軽減するために、デバイスウェーハ基板は、通常、より大きく、かつ、より強固なキャリアウェーハに取り付けられる。処理後、デバイスウェーハ基板は、キャリアウェーハから取り外されてもよい。
【０００５】
通常のキャリア材料は、シリコン（例えば、ブランクデバイスウェーハ）、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、サファイアおよび種々の金属、セラミクスを含む。キャリアウェーハは、通常実質的に円形であり、デバイスウェーハの寸法に一致する寸法にされるので、接着されたアセンブリを従来の加工ツールで扱うことができる。一時的なウェーハ接着用に用いられるポリマー接着材は、従来は、溶液からのスピンコーティングもしくはスプレイコーティングによって塗布されるか、またはドライフィルムテープとしてのラミネート加工によって塗布される。スピン式およびスプレイ式で塗布された接着材は、ますます望ましいものとなっている。なぜなら、スピン式およびスプレイ式で塗布された接着材は、テープが提供できるよりもさらに高度な厚み均一性を有するコーティングを形成するからである。より高度な厚み均一性は、結果として、薄型化の後のウェーハ全体に渡っての（ｃｒｏｓｓ−ｗａｆｅｒ：クロスウェーハ）の厚み均一性に対する、より優れた制御につながる。ポリマー接着材は、デバイスウェーハおよびキャリアに対する高い接着強度も示す。
【０００６】
ポリマー接着材は、デバイスウェーハ、キャリアウェーハまたはその双方にスピン式で塗布されてもよい。コーティングされたウェーハは、ポリマー接着材から全てのコーティング溶媒を除去するために、ベークされる。コーティングされたデバイスウェーハおよびキャリアウェーハは、その後、接触した状態で、接着するために加熱された機械プレスの中に置かれる。接着剤を流してデバイスウェーハの構造的形体に充填し、デバイスウェーハおよびキャリアウェーハ表面の全面積での密着を達成するために、十分な温度と圧力が加えられる。
【０００７】
処理後のキャリアウェーハからのデバイスウェーハの取り外しは、化学的手段（例えば、溶剤によって）、光分解、熱機械的手段または熱分解によって従来実施される。これらの方法の各々は、生産環境内での欠点を有する。例えば、ポリマー接着材を溶解することによる化学的剥離は、ゆっくりしたプロセスである。なぜなら、溶剤は、剥離をもたらすために、粘性を有するポリマー媒体を通って長距離を拡散しなければならないからである。即ち、溶剤は、接着された基板の端部から、またはキャリアウェーハ内の穿孔から、接着剤の局所領域に拡散しなければならない。いずれの場合でも、溶剤の拡散および浸透に必要な露出表面から接着領域までの最小距離は、接着剤に対する溶剤の接触を増加させるための穿孔があっても、典型的には少なくとも３−５ｍｍであり、より大きくなる可能性もある。高い温度（例えば、６０℃を超える温度）においてさえも、剥離を生じさせるためには数時間の処理時間が通常用いられ、これはウェーハスループットが低くなるだろうということを意味する。
【０００８】
光分解も、同様に、ゆっくりしたプロセスである。なぜなら、接着された基板全体は、一般的に一度に露出することができないからである。その代わりに、数ミリメートルのみのビーム断面を有するレーザなどの露光用光源が、接着剤の界面（ｂｏｎｄ  ｌｉｎｅ：ボンドライン）を分解するために十分なエネルギーを送達させるために、一度に小さい面積に焦点を当てさせられる。その後、全表面を剥離するために、基板全面にわたって連続的にビームを走査し（つまり、ラスターし）、これが長い剥離時間および低いウェーハスループットにつながる。
【０００９】
熱機械的剥離は、典型的には数分で実施することができるが、デバイスの歩留まりを減少し得るという他の制限を有することがある。一時的に接着されたデバイスウェーハに対する裏面プロセスは、２００℃よりも高温または３００℃よりさえも高温の作業温度をしばしば伴う。ポリマー接着材が、作業温度で、または作業温度近くで、過剰に分解するかまたは軟化するかのいずれかである場合、剥離が生じるのが早すぎることがある。接着剤は、デバイスウェーハの作業温度より約２０℃上から約５０℃上で十分に軟化するように通常選択される。このような接着剤を剥離するために必要な高い温度は、接着されているペアに対して、熱膨張の結果として顕著な応力を課す。同時に、滑動、持上げまたは捻じりなどの動きによってデバイスウェーハをキャリアウェーハから動かすために用いられる強い機械的な力が、デバイスウェーハを割れさせうる、あるいは、個々のデバイス内の微細な集積回路内に損傷を引き起こしうる、さらなる応力を生成し、それがデバイスの故障および歩留まりの損失につながる。
【００１０】
熱分解による剥離もまた、ウェーハの破損を引き起こす傾向がある。ポリマー接着材が分解されるときに気体が生成され、これらの気体は、接着剤の大半が除去される前にデバイスウェーハとキャリアウェーハとの間に溜まることがある。溜まった気体の蓄積は、薄いデバイスウェーハに気泡を生じさせたり罅を入らせたりすることがあり、または破断させることさえもある。熱分解による剥離の別の問題点は、ポリマー分解が、従来の洗浄手順によってデバイスウェーハから除去することができない、処理しにくい炭化された残留物の形成をしばしば伴う、ということである。
【００１１】
ウェーハを剥離することの問題点を解決するために、２０１１年１２月２２日に発行された米国特許出願公報２０１１／０３０８７３９、“Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｒｅｍｏｖｉｎｇ  ａ  Ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｙ  Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｗａｆｅｒ  ｆｒｏｍ  ａ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ”は、ウェーハの外縁周囲でのみ強い接着を形成することを開示している。端部の接着は、化学的、機械的、音響的、または熱的に軟化、溶解または破壊される。接触表面の内部での強い接着を防ぐために、周囲で接着剤を付ける前に、ポリマー充填材がキャリアウェーハ上にコーティングされる。ポリマー充填材料はウェーハに対する強い接着を形成しないため、ウェーハ同士は接着剤を除去することによって容易に分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】処理の一段階における、本開示の一実施形態による半導体構造の上面図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示された半導体構造の断面図である。
【図２Ａ】処理の一段階における、本開示の一実施形態による半導体構造の上面図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示された半導体構造の断面図である。
【図３Ａ】処理の一段階における、本開示の一実施形態による半導体構造の上面図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示された半導体構造の断面図である。
【図４Ａ】処理の一段階における、本開示の一実施形態による半導体構造の上面図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示された半導体構造の断面図である。
【図５Ａ】処理の一段階における、本開示の一実施形態による半導体構造の上面図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示された半導体構造の断面図である。
【図６】分離後における、本開示の一実施形態による半導体構造と、キャリアウェーハとの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本明細書で開示される幾つかの実施形態においては、キャリア基板をデバイスウェーハ基板に取り付けるための組成物とともに、半導体デバイスの処理方法も記述される。本方法は、キャリア基板上にコーティングを形成するために、シラン材料にキャリア基板を暴露することを含む。コーティングは、キャリア基板自体よりも接着材料に対してより低い親和性を示すことがある。コーティングの一部は、キャリア基板の端部近くなどで、除去されてもよい。その後、ウェーハ基板をキャリア基板に接着するために、接着材料がキャリア基板に塗布されてもよい。キャリア基板からのウェーハ基板のその後（例えば、デバイスウェーハ基板上の他の作業を実施した後）の分離が、デバイスウェーハ基板に対する応力を低減して（例えば、より弱い力や、より低い温度などにウェーハ基板を晒すことによって）実施され得るように、接着は、コーティングを有するキャリア基板の一部と接着材料との間では比較的弱いものである可能性がある。
【００１４】
本明細書で用いられるように、“ｗａｆｅｒ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ（ウェーハ基板）”および“ｄｅｖｉｃｅ  ｗａｆｅｒ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ（デバイスウェーハ基板）”という語は、論理回路と共にメモリセルおよび周辺回路のコンポーネントなどの諸コンポーネントがその上に形成される、ベース材料または構造を、意味し、含む。ウェーハ基板は、全体的に半導体材料でできた基板、支持構造上のベース半導体材料、またはその上に形成された一つ以上の材料、構造もしくは領域を有する半導体基板であってもよい。ウェーハ基板は、従来のシリコン基板、または半導電性材料を含む他のバルク基板であってもよい。本明細書で用いられるように、“バルク基板”という用語は、シリコンウェーハだけではなく、シリコン・オン・サファイア（“ＳＯＳ”）基板またはシリコン・オン・グラス（“ＳＯＧ”）基板などのシリコン・オン・インシュレータ（“ＳＯＩ”）基板、ベース半導体下地の上のシリコンのエピタキシャル層、またはシリコンゲルマニウム（Ｓｉ１−ｘＧｅｘ、ここでｘは例えば、０．２から０．８の間のモル分率である）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、もしくはリン化インジウム（ＩｎＰ）などの他の半導体もしくは光電子材料も、意味し、含む。さらに、以下の説明において“ウェーハ基板”に対して参照が行われるときには、それ以前の処理段階は、ベース半導体構造または下地の中において、例えばライン、プラグおよび接点などの接続素子だけでなく、材料、領域または接合を形成するために使用されてもよく、このようなコンポーネントは、組み合わせると集積回路を成す。
【００１５】
本明細書で用いられるように、“ｂｅｎｅａｔｈ（…の下に）”、“ｂｅｌｏｗ（…の下に）”、“ｌｏｗｅｒ（下方の）”、“ｂｏｔｔｏｍ（一番下）”、“ａｂｏｖｅ（…の上に）”、“ｕｐｐｅｒ（上方の）”、“ｔｏｐ（一番上）”、“ｆｒｏｎｔ（前面）”、“ｒｅａｒ（背面）”、“ｌｅｆｔ（左）”、“ｒｉｇｈｔ（右）”などの空間的相対語は、図面に示されるような、他の（一つもしくは複数の）要素または（一つもしくは複数の）形体に対する、ある要素または形体の関係を記述するうえで、記述を容易にするために用いられることがある。特に別段の指定がされない限りは、これらの空間的相対語は、図面に示されるような方向に加えて、構成要素の別の方向も包含することを意図するものである。例えば、図面内の構成要素が反転される場合、他の要素または形体の“ｂｅｌｏｗ（下）”または“ｂｅｎｅａｔｈ（下）”または“ｕｎｄｅｒ（下）”または“ｏｎ  ｂｏｔｔｏｍ  ｏｆ（底）”にあるものとして記述されている要素は、今度は、他の要素または形体の“ａｂｏｖｅ（上）”または“ｏｎ  ｔｏｐ  ｏｆ（上）”に方向づけられるだろう。したがって、“ｂｅｌｏｗ（…の下に）”という用語は、その用語が用いられる文脈に依存して、上および下の双方の方向づけを包含することができ、そのことは、当業者に明らかであろう。構成要素は、他に方向づけられてもよく（９０度回転される、反転される、裏返されるなど）、本明細書で用いられる空間的相対記述語は、それに従って解釈される。
【００１６】
本明細書で用いられるように、他の要素の“ｏｎ（上）”または“ｏｖｅｒ（上）”にあるものとして一要素に言及することは、当該他の要素の上部に直接的に接するか、直接的に当該他の要素と隣接するか、当該他の要素の直接下にあるか、または当該他の要素と直接接触する要素を、意味し、含む。また、間に別の要素を置いて、間接的に上記他の要素の上部に存在するか、間接的に上記他の要素に隣接するか、間接的に上記他の要素の下にあるか、または上記他の要素の近傍にある要素も含む。対照的に、ある要素が、別の要素の“ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｏｎ（直接上）”にあるものとして言及されるとき、介在する要素は存在しない。
【００１７】
本明細書で用いられるように、“ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ（含む）”、“ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む）”、“ｉｎｃｌｕｄｅｓ（含む）”、および／または“ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）”という語は、言及される特徴、領域、整数、段階、動作、要素、材料、成分および／または集合の存在を特定するものであるが、一つ以上の他の特徴、領域、整数、段階、動作、要素、材料、成分および／またはその集合の存在または追加を排除することはない。
【００１８】
本明細書で用いられるように、“ａｎｄ／ｏｒ（および／または）”は、関連付けられた記載項目のうちの一つ以上の任意の組み合わせおよび全ての組み合わせを含む。
【００１９】
本明細書で用いられるように、“ａ”、“ａｎ”および“ｔｈｅ”という単数形は、文脈からそうでないことが明確に示されない限りは、複数形をさらに含むことを意図するものである。
【００２０】
実施形態は、図面を参照して、本明細書に記述される。本明細書に提示される図面は、いかなる特定の材料、成分、構造、デバイスまたはシステムの実際の外観を意図するものでもなく、本開示の実施形態を記述するために使用される単なる理想的表現に過ぎない。例えば、製造技術および／または許容誤差の結果としての、図面の形状からの変形を予測するべきである。したがって、本明細書に記述される実施形態は、図示されたような特定の形状または領域に限定されると解釈されるべきではなく、例えば製造過程に起因する、形状における誤差を含んでもよい。例えば、円形として図示されるかまたは記述される領域は、幾つかの、でこぼこした形体および／または直線状の形体を含むことがある。さらに、図示される鋭い角が丸みを帯びていることがあり、その逆もある。このように、図面に示される領域は、本質的に概略的であって、これらの形状は領域の正確な形状を図示することを意図するものではなく、本請求項の範囲を限定することはない。
【００２１】
以下の記述は、開示される組成物および方法の実施形態についての十分な理解を提供するために、材料の種類および処理条件などの具体的詳細事項を提供する。しかしながら、これらの具体的詳細事項を用いなくても、組成物および方法の実施形態が実現され得ることを、当業者は理解するであろう。実際には、組成物および方法の実施形態は、従来の半導体作製技術と組み合わせて実現されることがある。
【００２２】
本明細書で記述される作製プロセスは、半導体デバイスを処理するための完全なプロセスフローを形成しない。先行するプロセス段階、中間プロセス段階および最終プロセス段階は、当業者には既知のものである。したがって、本デバイスおよび本方法の実施形態を理解するのに必要な方法および半導体構造のみが本明細書に記述される。
【００２３】
文脈からそうでないことが示されない限りは、本明細書で記述される材料は、ディップコーティング、スピンコーティング、スプレイコーティング、ブランケットコーティング、化学蒸着（“ＣＶＤ”）、プラズマ増強ＣＶＤ、原子層堆積（“ＡＬＤ”）、プラズマ増強ＡＬＤまたは物理蒸着（“ＰＶＤ”）を含むがそのいずれにも限定はされない任意の従来技術によって、形成されてもよい。或いは、文脈からそうでないことが示されない限り、材料は、本来の場所で（ｉｎ  ｓｉｔｕ）成長させられてもよい。形成されることになる特定の材料に依存して、材料を塗布、堆積、成長、またはその他の方法で形成するための技術は、当業者によって選択されてもよい。
【００２４】
半導体デバイスの処理方法が開示される。本方法は、キャリア基板の表面上にコーティングを形成するために、キャリア基板をシラン材料に暴露することと、コーティングの残りを除去することなく、少なくともキャリア基板の周縁部に隣接する所で表面からコーティングの一部を除去することと、表面の上側でキャリア基板に別の基板を接着結合することと、キャリア基板から別の基板を除去することを含む。シラン材料は、（ＸＯ）３Ｓｉ（ＣＨ２）ｎＹ、（ＸＯ）２Ｓｉ（（ＣＨ２）ｎＹ）２および（ＸＯ）３Ｓｉ（ＣＨ２）ｎＹ（ＣＨ２）ｎＳｉ（ＸＯ）３のみから成る群から選択される構造を有する化合物を含み、ＸＯは、加水分解性アルコキシ基であり、Ｙは有機官能基であり、ｎは非負整数である。
【００２５】
ここで、図面に対して参照が行われ、類似の参照番号は、図面を通して類似の構成要素を示す。図面は、必ずしも同じ縮尺で描かれるとは限らない。
【００２６】
図１Ａは、キャリア基板１０２の簡略化された概略図を示し、図１Ｂは、切断線１Ｂ−１Ｂによる、キャリア基板１０２の断面図を示す。以下により詳細に記述されるように、キャリア基板１０２は、後にウェーハ基板がその上に固定され得る表面１０４を有する。コーティング１０６は、キャリア基板１０２をコート形成組成物に暴露することによって、キャリア基板１０２上に形成されてもよい。コート形成組成物（例えば、コーティング材料）の一つ以上の成分は、キャリア基板１０２の一つ以上の成分と反応性を有していてもよい。“コーティング組成物”という語は、本明細書で用いられるように、結果として生じる、形成されたコーティング１０６の、組成物を指す。例えば、コーティング１０６の形成中のコート形成組成物とキャリア基板１０２との間の化学反応のために、または、硬化中のコート形成組成物の化学反応のために、コート形成組成物は、コーティング組成物と必ずしも同一であるとは限らないだろう。
【００２７】
例えば、キャリア基板１０２の主表面の実質的にすべてなど、キャリア基板１０２の一部または全部の、コーティングが形成されなければ露出されるはずの表面上に、コーティングを形成するように、コート形成組成物が調製されてもよい。
【００２８】
コート形成組成物は、例えば、シラン材料を含んでもよいが、それに限定されることはない。本明細書で用いられるように、“シラン”および“シラン材料”という語は、シリコンおよび少なくとも一つの他の元素、例えば、炭素、水素、窒素、硫黄またはそれらの組み合わせとを含む化学化合物を、意味し、含む。シラン材料は、非官能性（ｎｏｎ−ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ）シランとして、または官能性（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ）シランとして調製されてもよい。
【００２９】
本明細書で用いられるように、“ｎｏｎ−ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ｓｉｌａｎｅ（非官能性シラン）”という語は、（例えばキャリア基板１０２の中の）金属と反応するように配合されたアルコキシ基を有するが、非金属材料と反応する官能基を欠く、シラン材料のことを意味する。非官能性シランは、フェニル基、トリル基、アルキル基、ペンタフルオロフェニル基など、ケイ素原子に連結される安定な官能基を有する可能性がある。したがって、非官能性シランは、従来の処理操作に対しては比較的不活性な、キャリア基板１０２上を覆うコーティングを、形成する。非官能性シラン材料の例は、−Ｓｉ−（ＯＣ２Ｈ５）ｘ（ここで、ｘは整数である）という式を含み、かつ、Ｓｉ原子に結合されるメトキシ基またはエトキシ基のいずれかを含むシラン化合物を含むが、それに限定されることはない。メトキシ基またはエトキシ基は加水分解性であり、副産物として生成されるアルコール（例えば、メタノールまたはエタノール）とともに、シラノール（即ち、−Ｓｉ−ＯＨ）を作り出す。このような非官能性シランの例は、表１に列挙され、図示される物質を含むが、そのいずれにも限定されず、この表は網羅的なものではない。
【表１】
2016535450.tif 000003
2016535450.tif 000004
【００３０】
本明細書で用いられるように、“ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ｓｉｌａｎｅ（官能性シラン）”という語は、キャリア基板１０２と反応するように調製され、キャリア基板１０２の非金属材料と反応する官能基を有する、シラン材料を意味する。官能性シランは、メルカプト基、硫黄基、アミン基、エポキシ基、ハロゲン基、アルケン基など、ケイ素原子に直接的または間接的に連結される反応性官能基を有することがある。したがって、官能性シランは、幾つかの従来の処理操作で反応する、キャリア基板１０２上を覆うコーティングを、形成する。例えば、限定はしないが、官能性シラン材料は、表２における有機官能基または化学構造のうちの一つ以上を有する有機官能性シランであってもよく、この表は網羅的なものではない。
【表２】
2016535450.tif 000005
【００３１】
官能性シランおよび非官能性シランの例は、化学式（ＸＯ）３Ｓｉ（ＣＨ２）ｎＹ、（ＸＯ）２Ｓｉ（（ＣＨ２）ｎＹ）２または（ＸＯ）３Ｓｉ（ＣＨ２）ｎＹ（ＣＨ２）ｎＳｉ（ＸＯ）３を有するハイブリッド有機−無機化合物を含むが、そのいずれにも限定はされない。ここで、ＸＯは加水分解性アルコキシ基（例えば、メトキシ、エトキシ）を表し、ｎは整数を表し、Ｙは、例えば、限定することなく、アルキル基、トリル基、フェニル基、アミノ基、硫黄基、カルボキシル基またはチオール基などの有機官能基を表す。有機官能基Ｙは、ハロゲンやヒドロキシル基などの種々の置換基を含んでもよい。このような物質が官能性か非官能性かは、有機官能基Ｙの特性に依存する。例えば、有機官能基Ｙがフッ素末端基を含む場合（例えば、表１に示されるようなペンタフルオロフェニルトリエトキシシラン）、物質は、非官能性である可能性がある。なぜなら、フッ素は、他の物質と反応しない傾向があるからである。
【００３２】
官能性であれ非官能性であれ、シラン材料が、水の中か或いはアルコールと水の混合物中で加水分解されるとき、シラノール基（即ち、Ｓｉ−ＯＨ基）が生じることがある。加水分解されたコート形成組成物の中のシラノール基は、例えば酸素および水蒸気に晒された金属または他の元素の表面上にあるヒドロキシル基などの、ヒドロキシル基との反応性を有することがある。即ち、金属または他の元素の酸素に対する暴露は、当該金属または他の元素の表面上に酸化物を形成することがある。形成された酸化物の水蒸気に対する引き続いての暴露は、Ｍ−ＯＨ結合を形成することがあり、ここでＭは金属（例えば、限定することなく、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｌ、Ａｇ）またはＳｉを表す。したがって、キャリア基板１０２の金属またはシリコン成分は、その表面上にヒドロキシル結合を含むことがある。加水分解されたシラン材料のシラノール基に対する、このようなヒドロキシル結合の暴露は、シラノール基とヒドロキシル基の反応、例えば、縮合反応につながることがあり、Ｍ−Ｏ−Ｓｉ結合を形成することがある。ここで、Ｍは金属またはＳｉ−Ｏ−Ｓｉを表す。したがって、シラン材料と、水と、任意でアルコールとを含むコート形成組成物に対するキャリア基板１０２の暴露は、金属成分上にコーティング１０６を形成するという、コート形成組成物とキャリア基板１０２の表面との間の反応を、可能とすることがある。ここで、コーティング１０６は、Ｍ−Ｏ−Ｓｉ結合を含むコーティング組成物を有し、本明細書で“金属−酸素−シリコン結合”またはＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合とも称される。
【００３３】
このように、半導体デバイスを処理する幾つかの方法は、基板表面上に、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉを含むポリマー材料を形成することと、ポリマー材料の一部を、ポリマー材料の残りを除去することなく、少なくとも基板表面の周縁部の近くで除去することと、表面の上側で基板に別の基板を接着結合することと、基板から別の基板を分離することとを含む。
【００３４】
官能性シラン材料および非官能性シラン材料の双方は、上述されたようにキャリア基板１０２と反応するように調製されることがある。
【００３５】
官能性シラン材料は、さらに反応性を有するように調製されてもよい。例えば、コート形成組成物のシラン材料がアルコキシ（例えば、メトキシ、エトキシなど）基を含む実施形態においては、シラン材料のアルコキシ基は、キャリア基板１０２のヒドロキシル基と反応し得るシラノールを形成するために加水分解性である。例えば、限定することなく、コート形成組成物内のシラン材料のアルコキシ基は、以下の例示的反応で図示されるように、シラノールに加水分解されることがある。
【化１】
2016535450.tif 000006
ここで、Ｒ’およびＲは炭化水素を表す。シラノールは、その後、以下の反応に図示されるように、Ｍ−Ｏ−Ｓｉ結合（金属−酸素−シリコン結合）またはＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合および水を形成するために、キャリア基板１０２の水酸化物と反応することがある。ここで、破線はキャリア基板１０２の表面を示す。
【化２】
2016535450.tif 000007
【００３６】
このようなアルコキシ含有官能性シラン材料の例は、ｙアミノプロピルトリエトキシシラン（ｙ−ＡＰＳ）、ｙメタクリロキシプロピルトリエトキシシラン（ｙ−ＭＰＳ）またはｙグリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ｙ−ＧＰＳ）などのモノシランと、ビス−［トリメトキシシリルプロピル］アミン（Ｃｏｌｕｍｂｕｓ，ＯｈｉｏのＭｏｍｅｎｔｉｖｅ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｉｎｃ．による市販のＳＩＬＱＵＥＳＴ（登録商標）Ａ−１１７０シラン）またはビス［３−トリエトキシシリルプロピル］テトラスルフィド（Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｉｎｃ．による市販のＳＩＬＱＵＥＳＴ（登録商標）Ａ−１２８９シラン）などのビスシランと、を含むが、そのいずれにも限定はされない。
【００３７】
コート形成組成物のシラン材料は、他の官能基を含むように、代替的または追加的に調製されてもよい。例えば、限定することなく、硫黄官能基を含む官能性シラン材料は、キャリア基板１０２内の金属と反応することがあり、本明細書で“金属−硫黄結合”とも称されるＭ−Ｓ結合を形成することがある。例えば、硫黄ベースの官能性シラン材料の硫黄基は、Ｃｕ−Ｓ結合（“銅−硫黄結合”）を形成するために、キャリア基板１０２内の銅と反応することがある。したがって、このように形成されるコーティング１０６は、Ｍ−Ｓ結合を含むコーティング組成物を有してもよい。
【００３８】
シラン材料のシラノール基は、官能性であるか非官能性であるかに関わらず、コーティング１０６の形成中に互いに縮合し、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合（“シリコン−酸素−シリコン結合”）を形成することがある。Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の形成は、コーティング１０６が出来てゆくにつれて、コーティング材料の密度および粘性を増加させる可能性がある。したがって、形成されたコーティング１０６は、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含むコーティング組成物を有することがある。
【００３９】
コーティング１０６は、キャリア基板１０２の一つ以上の材料の表面を、コート形成組成物に暴露することによって、形成される可能性がある。キャリア基板１０２の表面は、コート形成組成物を含むコーティング溶液に暴露されてもよいし、キャリア基板１０２の表面は、ディップコーティングされるか、スピンコーティングされるか、スプレイコーティングされるか、または他の方法でコーティング溶液で被覆されてもよい。
【００４０】
このようなコーティング溶液は、コート形成組成物、溶媒および任意で水を含んでもよい。コーティング溶液内で使用される溶媒は、水ベースの溶媒、水中に混和可能な溶媒および／または有機溶媒を含んでもよい。例えば、アルコール（例えば、メタノール、エタノール）などの有機溶媒は、その中にコート形成組成物が混和できるものであるが、こうしたものが、コーティング溶液を形成するために使用されてもよい。
【００４１】
コーティング溶液内でのコート形成組成物のゲル化を低減または防止するようにコーティング溶液が調製されるように、コーティング溶液内で使用される溶媒が選択されてもよい。本明細書で用いられるように、“ゲル化”という語は、キャリア基板１０２をコーティング溶液に暴露する前に、コーティング溶液をどろどろに濃くしたり、コーティング溶液の粘性を増加させたり、コーティング溶液の流動性を減少させたりすることを、意味し、含む。例えば、溶媒としてアルコールを使用することは、キャリア基板１０２上でのコーティング溶液の塗布中に、シラン材料のゲル化を防ぎ、コーティング溶液の流動性を維持する可能性がある。
【００４２】
幾つかの実施形態においては、コート形成組成物は、前述の反応性シラノールを形成するという、シラン材料の加水分解を容易にするために、水（例えば、脱イオン水）をさらに含んでもよい。コーティング溶液内の水は、キャリア基板１０２がコーティング溶液に暴露されるときに、キャリア基板１０２上の酸化物およびヒドロキシル基の形成を容易にすることもある。他の実施形態においては、コーティング溶液は、水なしで溶媒とコート形成組成物とを混合することによって、形成されてもよい。その後で、水は、コーティング溶液がキャリア基板１０２の表面に塗布される前に、コーティング溶液に注入されてもよい。さらに他の実施形態においては、キャリア基板１０２の表面は、まず水に晒されて、その後、コーティング溶液の他の成分（例えば、コート形成組成物および溶媒）に暴露されることがある。
【００４３】
コーティング溶液は、溶媒（例えば、アルコール）に、シラン材料を含むコート形成組成物を添加して、その後、水（例えば、脱イオン水）を添加することによって、形成されてもよい。コーティング溶液に対する成分の添加中および添加後に、溶液は、シラン材料のゲル化を抑制するために撹拌されてもよい。
【００４４】
コーティング溶液は、キャリア基板１０２にコーティング溶液を塗布する前に、約４から約９の範囲のｐＨを示すように調製されてもよく、このｐＨ範囲は、コート形成組成物（例えば、シラン材料）のゲル化を低減するか、または防ぐ可能性がある。一方で、約３よりも低いｐＨまたは約１０よりも大きいｐＨを有するコーティング溶液は、コーティング溶液に対するキャリア基板１０２の暴露前に、シラン材料のゲル化を促進することがある。幾つかの実施形態においては、選択された範囲内のｐＨを維持するために、酸または塩基がコーティング溶液に添加されてもよい。例えば、酢酸がコーティング溶液に添加されてもよい。
【００４５】
コーティング溶液は、コーティング溶液の全体積に基づいて、体積百分率で約１％から体積百分率で約２０％までの、シラン材料含有コート形成組成物を含んでもよい。例えば、限定することなく、コーティング溶液は、体積百分率で約５％から体積百分率で約１０％までのコート形成組成物と、体積百分率で約８０％から体積百分率で約９０％までのエタノールまたは他のアルコールベースの溶媒と、体積百分率で約５％から体積百分率で約１０％までの脱イオン水と、を含んでもよい。
【００４６】
コーティング１０６の平均の厚さは、コーティング１０６を形成するために使用されるコーティング溶液内のシラン材料の濃度に依存する可能性がある。例えば、溶媒と、もしあればコーティング溶液の他の成分とに対して相対的に、より高濃度のシラン材料を含むコーティング溶液は、より低濃度のシラン材料を含むコーティング溶液と比較すると、結果として、より厚いコーティング１０６を生じる可能性がある。しかしながら、高濃度のシラン材料を含むコーティング溶液は、より低濃度のシラン材料を含むコーティング溶液よりも、よりゲル化しやすい傾向を有することがある。したがって、コーティング１０６を形成するために使用されるコーティング溶液中のシラン材料の濃度は、過度のゲル化なしで、選択された平均厚さのコーティング１０６を達成するように、調整されることがある。例えば、限定はしないが、体積百分率で約５％のシラン材料と、体積百分率で約９０％のエタノールまたは他のアルコールベースの溶媒と、体積百分率で約５％の脱イオン水とを含むコーティング溶液が、約２５０ナノメートルから約５００ナノメートルの厚さを有するコーティング１０６を作成するために使用されてもよい。別の例として、体積百分率で約２％のシラン材料を含むコーティング溶液が、約８０ナノメートルから約２００ナノメートルの平均厚さでコーティング１０６を作成するために使用されてもよい。
【００４７】
コーティング溶液の一回の塗布で、キャリア基板１０２の露出した表面を飽和状態になるまで覆うように、コーティング溶液の塗布が自己制限的であることがある。しかしながら、幾つかの実施形態においては、コーティング溶液の複数回の塗布が、より厚いコーティングを形成するために実施されてもよい。コーティング溶液に対するキャリア基板１０２の暴露は、約３０秒から約１分の期間または所望の場合はそれ以上の期間で、完了される可能性がある。
【００４８】
コーティング溶液は、溶解度を増加させる、ゲル化を低減するかもしくは防ぐ、または結果として生じるコーティング１０６の疎水性を増加させる、などのために、シラン材料と相互作用するように調整された別の材料を任意で含んでもよい。例えば、コーティング溶液内に存在し得る別の材料は、化学式Ｓｉ−（ＯＣ２Ｈ５）４のオルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）や、コロイド状アルミナなどを含む。
【００４９】
コート形成組成物への直接的暴露によってであろうと、コート形成組成物を含むコーティング溶液への暴露によってであろうと、コート形成組成物にキャリア基板１０２を暴露した後、コート形成組成物は、硬化されてもよい。硬化条件は、コート形成組成物として用いられるシラン材料に依存することがある。例示として、コーティング材料は、コーティング１０６を形成するために、約一時間、約１２５℃で硬化されてもよい。コート形成組成物の硬化は、シラン材料とキャリア基板１０２との間の反応および結合を促進することがある。硬化条件は、密度など、コーティング１０６の特性に影響を与える可能性がある。
【００５０】
結果として生じるコーティング１０６は、キャリア基板１０２の表面１０４から水をはじく傾向があるような、疎水性のものであってもよい。例えば、コーティング１０６は、約６０°より大きいか、約７０°より大きいか、または約８０°より大きい、水との接触角を示すことがある。幾つかの実施形態においては、コーティング１０６は、約９０°から約１００°の、水との接触角を示すことがある。他の実施形態においては、コーティング１０６は、超撥水性でもよく、約９０°を超える（例えば、約１２５°以上）、水との接触角を示すことがあってもよい。基準点として、親水性（濡れ性）の表面は、一般的に約３５°以下の、水との接触角を有する。
【００５１】
キャリア基板１０２に接着剤が接着するように、コーティング１０６の一部が除去されてもよい。図２Ａは、コーティング１０６の一部が除去された後のキャリア基板１０２の簡略化された概略図を示し、図２Ｂは、切断線２Ｂ−２Ｂによる、キャリア基板１０２の断面図を示す。図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、コーティング１０６は、キャリア基板１０２の表面１０４全体よりも小さい範囲を被覆することがある。例えば、コーティング１０６は、キャリア基板１０２の端部（例えば、周縁部）近くで除去されてもよい。コーティング１０６の一部を除去するプロセスは、コーティング１０６の一部がキャリア基板１０２の表面１０４の周囲に沿ってぐるりと除去される場合には、“エッジビード（ｅｄｇｅ−ｂｅａｄ）除去”と称されることがある。コーティング１０６の一部は、例えば、コーティング１０６を溶解するように調製された溶剤にキャリア基板１０２の一部を暴露することによって、除去されてもよい。例えば、コーティング１０６の一部は、イソプロパノール、エタノール、メタノール、アセトンなどに暴露することによって、除去されてもよい。或いは、コート形成組成物の一部は、コーティング１０６を形成するためにコート形成組成物が硬化される前に、除去されてもよい。コーティング１０６の一部またはコート形成組成物の一部は、キャリア基板１０２の表面１０４の周縁部近くの部分に加えて、任意で、選択的に除去されてもよい。
【００５２】
図３Ａおよび図３Ｂに示されるように、コーティング１０６の一部がキャリア基板１０２から除去された後、接着剤１０８が、キャリア基板１０２およびコーティング１０６の上を覆うように塗布されてもよい。図３Ａは、接着剤１０８が塗布された後のキャリア基板１０２の簡略化された概略図であり、図３Ｂは、切断線３Ｂ−３Ｂによる、キャリア基板１０２の断面図である。接着剤１０８は、キャリア基板１０２との強い接着結合と、コーティング１０６とのより弱い結合とを形成することが可能な材料であってもよい。接着剤１０８は、約０．５５ＭＰａから約１．７２ＭＰａまたは約０．６９ＭＰａから約１．０３ＭＰａなど、約０．３５ＭＰａを超える、キャリア基板１０２に対する接着強度を示すことがある。接着剤１０８は、裏面処理用に用いられる条件下で熱的および化学的に安定であるように選択されてもよい。例えば、接着剤１０８は、約１５０℃から約３５０℃、または約２００℃から約３００℃などの温度で、熱的および化学的に安定であるように選択されてもよい。
【００５３】
幾つかの実施形態においては、接着剤１０８は、ＷＡＦＥＲＢＯＮＤ（登録商標）材料（Ｒｏｌｌａ，ＭｉｓｓｏｕｒｉのＢｒｅｗｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｉｎｃ．から市販されている）およびＺＯＮＥＢＯＮＤ（登録商標）材料（Ｂｒｅｗｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｉｎｃ．から市販されている）などの市販の一時的なウェーハ結合用の組成物、市販のフォトレジスト組成物、または他の樹脂やポリマーを含むことがある。例えば、接着剤１０８は、反応性のエポキシまたはアクリルなどの、高固形分型のＵＶ硬化性樹脂システムを含んでもよい。他の実施形態においては、接着剤１０８は、加熱によって硬化または架橋する熱硬化性樹脂システムを含んでもよい（例えば、二液性エポキシおよびシリコン接着剤、熱触媒開始剤を伴う環式オレフィンのポリマーおよびコポリマー、Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭｉｃｈｉｇａｎのＤｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＣＹＣＬＯＴＥＮＥ（登録商標））。幾つかの実施形態においては、接着剤１０８は、ＺＯＮＥＢＯＮＤ（登録商標）５１５０（Ｂｒｅｗｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｉｎｃ．から市販されている）を含んでもよい。接着剤１０８は、融液から塗布されるか、または塗布後には乾燥のためにベークされる溶液コーティングとして塗布される、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、ポリウレタンとともに、熱可塑性の、アクリル系、スチレン系、ハロゲン化ビニル系（フッ素を含有しないもの）およびビニルエステル系の、ポリマーおよびコポリマーも、含んでもよい。幾つかの実施形態においては、接着剤１０８は、環式オレフィン、ポリオレフィン系ゴム（例えば、ポリイソブチレン）または炭化水素ベースの粘着付与剤樹脂を含んでもよい。接着剤１０８が熱硬化性材料を含む場合、架橋を誘発するために、熱硬化性材料に、架橋剤および任意で触媒が添加される。
【００５４】
第一の基板表面の上に配置された、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉを含むポリマー材料と、第一の基板表面とポリマー材料の少なくとも一部との上に配置された接着材料と、接着材料の上に配置された第二の基板と、を含む構造も本明細書で開示される。例えば、ウェーハ基板１１０が、図４Ａおよび図４Ｂに示されるように、接着剤１０８に貼り付けられてもよい。図４Ａは、ウェーハ基板１１０が貼り付けられた状態のキャリア基板１０２の、簡略化された概略図であり、図４Ｂは、切断線４Ｂ−４Ｂによる、アセンブリの断面図である。幾つかの実施形態においては、ウェーハ基板１１０がキャリア基板１０２に貼り付けられる前に（キャリア基板１０２に接着剤１０８を塗布する代わりに、またはキャリア基板１０２に接着剤１０８を塗布することに加えて）、接着剤１０８がウェーハ基板１１０に塗布されてもよい。キャリア基板１０２への貼り付けの後、ウェーハ基板１１０は、半導体基板の処理用に本技術分野で既知の方法によって、裏面処理を受けることがある。例えば、トランジスタ、キャパシタ、接点、トレース、ライン、ビア、相互接続などの半導体構造を形成するために、従来のプロセスが使用されることがある。
【００５５】
裏面処理は、裏面研削または他のプロセスによる、ウェーハ基板１１０の薄型化を含んでもよい。この処理および薄型化によって、ウェーハ基板１１０を、本技術分野で“薄型化”ウェーハと称されるものにする。薄型化ウェーハは、多数の半導体ダイへと個片化されてもよく、ここで、各ダイは、その主要な表面上に多数の不動態化された導電性素子を有する。導電性ビアは、存在する場合には、薄型化ウェーハから個片化されたダイの厚さを貫通して延びる。ダイは、別のダイまたは他の基板に近接させられることがある。別のダイまたは他の基板は、導電性素子が位置合わせされ得る対象のランディングパッドを、支持することがある。
【００５６】
ウェーハ基板１１０は、半導体構造を形成するための裏面処理の後に、キャリア基板１０２から取り外されてもよい。図５Ａは、接着剤１０８の一部の除去後の、キャリア基板１０２およびウェーハ基板１１０の、簡略化された概略図であり、図５Ｂは、切断線５Ｂ−５Ｂによる、アセンブリの断面図である。図５Ａおよび図５Ｂに示されるように、接着剤１０８の一部は、キャリア基板１０２に直接着いたまま残っている接着剤がないように、除去されてもよい。例えば、キャリア基板１０２の端部近くの接着剤１０８の一部は、化学的手段（例えば、溶剤によって）、光分解、熱機械的手段または熱分解によって、除去されてもよい。接着剤１０８の一部の除去の後、ウェーハ基板１１０は、それほど力または応力をかけなくても、容易にキャリア基板１０２から取り外され得る。即ち、接着剤１０８とコーティング１０６との間の結合は、接着剤１０８とキャリア基板１０２との間の結合よりも、かなり弱いものである可能性がある。したがって、接着剤１０８とキャリア基板１０２との間の結合が、一旦、除去されると、ウェーハ基板１１０は、過酷な処置（例えば、大きい応力、高温、溶剤など）がなくても、取り外され得る。こうしたことによって、ウェーハ基板１１０上またはウェーハ基板１１０内に形成されたフィーチャに対する損傷を防ぐことができる。幾つかの実施形態においては、接着剤１０８の一部は、除去されなくてもよいが、接着剤１０８とキャリア基板１０２との間の結合が容易に切れるようにするために、弱化されることがある。キャリア基板１０２から接着剤１０８を除去した後、接着剤１０８は、従来の手段によってウェーハ基板１１０から除去されてもよい。
【００５７】
図６は、分離後のキャリア基板１０２およびウェーハ基板１１０の、簡略化された断面図を示す。図６に示されるように、接着剤１０８は、ウェーハ基板１１０に着いたまま残っていることがあり、キャリア基板１０２からは実質的に外れていることがある。接着剤１０８は、有機溶媒への溶解、ドライエッチングまたは研削などによって、本技術分野で既知のように、ウェーハ基板１１０から除去されてもよい。ウェーハ基板１１０および／またはキャリア基板１０２からの接着剤１０８の除去により、その後のプロセスでの使用のために、新しい表面が露出することがある。コーティング１０６は、キャリア基板１０２からコーティング１０６を除去するために、コーティング１０６が溶剤に晒されるかその他の方法で処置されるまで、キャリア基板１０２上に存在したままであってもよい。したがって、キャリア基板１０２は、コーティング１０６の塗布、エッジビード除去および硬化を繰り返さなくても、後続のウェーハ基板１１０を処理するのに使用され得る。
【００５８】
開示されたデバイス構造および方法は、その実現において種々の改変および代替形態を受け入れることが可能であるが、特定の実施形態が例示として図面に示され、本明細書で詳細に説明されてきた。しかしながら、本開示は、開示された特定の形態に限定されることを意図するものではない、ということを理解されたい。むしろ、本発明は、以下に添付する請求項およびその法的均等物の範囲内にある全ての改変、組み合わせ、均等物、変形および代替物を包含する。
【図１Ａ】
2016535450.tif 000008
【図１Ｂ】
2016535450.tif 000009
【図２Ａ】
2016535450.tif 000010
【図２Ｂ】
2016535450.tif 000011
【図３Ａ】
2016535450.tif 000012
【図３Ｂ】
2016535450.tif 000013
【図４Ａ】
2016535450.tif 000014
【図４Ｂ】
2016535450.tif 000015
【図５Ａ】
2016535450.tif 000016
【図５Ｂ】
2016535450.tif 000017
【図６】
2016535450.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成28年5月12日(2016.5.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体デバイスの処理方法であって、
シラン材料に前記キャリア基板を暴露して前記キャリア基板の表面上にコーティングを形成することであって、前記シラン材料は、（ＸＯ）３Ｓｉ（ＣＨ２）ｎＹ、（ＸＯ）２Ｓｉ（（ＣＨ２）ｎＹ）２および（ＸＯ）３Ｓｉ（ＣＨ２）ｎＹ（ＣＨ２）ｎＳｉ（ＸＯ）３のみから成る群から選択される構造を有する化合物を含み、ＸＯは加水分解性アルコキシ基であり、Ｙは有機官能基であり、ｎは非負整数である、ことと、
前記コーティングの一部を、前記コーティングの残りを除去することなく、少なくとも前記キャリア基板の周縁部に隣接する所で前記表面から除去することと、
前記表面の上側で前記キャリア基板に別の基板を接着結合することと、
前記キャリア基板から前記別の基板を分離することと、
を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
メトキシ基およびエトキシ基のみからなる群からＸＯを選択することをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
Ｙは少なくとも一つの芳香環を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記キャリア基板に別の基板を接着結合する前に、前記コーティングを少なくとも部分的に硬化することをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記コーティングを少なくとも部分的に硬化することは、前記キャリア基板の前記周縁部に隣接する所で前記コーティングの前記部分を除去する前に、前記コーティングを硬化することを含む、
ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも前記キャリア基板の周縁部に隣接する所で前記表面から前記コーティングの一部を除去することは、少なくとも部分的に硬化されたコーティングの一部を除去することを含む、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
シラン材料にキャリア基板を暴露して前記キャリア基板の表面の上にコーティングを形成することは、前記キャリア基板の表面の上に疎水性コーティングを形成することを含む、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも前記キャリア基板の周縁部に隣接する所で前記表面から前記コーティングの一部を除去することは、前記キャリア基板を溶剤に暴露することを含む、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記キャリア基板に別の基板を接着結合することは、前記コーティングの上と、前記キャリア基板のコーティングされていない部分の上に、接着剤を塗布することを含む、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記キャリア基板に別の基板を接着結合することは、前記キャリア基板に前記別の基板を結合する前に、前記別の基板の上に接着剤を塗布することを含む、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記シラン材料は、１，２−ビス［トリエトキシシリル］エタン、１，２−ビス［トリメトキシシリル］オクタンおよび１，２−ビス［トリメトキシシリル］デカンのみから成る群から選択される材料を含む、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
シラン材料にキャリア基板を暴露して前記キャリア基板の表面上にコーティングを形成することは、前記シラン材料を含む溶液に前記キャリア基板を暴露することを含む、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記シラン材料を含む溶液に前記キャリア基板を暴露することは、前記シラン材料と水とを含む溶液に前記キャリア基板を暴露することを含む、
ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記シラン材料を含む溶液に前記キャリア基板を暴露することは、前記シラン材料と有機溶媒とを含む溶液に前記キャリア基板を暴露することを含む、
ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記シラン材料に前記キャリア基板を暴露することは、体積百分率で約５パーセントのシラン材料と、体積百分率で約５パーセントの脱イオン水と、体積百分率で約９０パーセントのメタノールまたはエタノールとを含む溶液に、前記キャリア基板を暴露することを含む、
ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
半導体デバイスの処理方法であって、
基板の表面の上に、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉを含むポリマー材料を形成することと、
前記ポリマー材料の残留物を取除くことなく、前記基板の表面の周辺に少なくとも隣接した前記ポリマー材料の一部を除去することと、
前記表面上で前記基板へ他の基板を接着することと、
前記基板から前記他の基板を分離することと、
を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記基板の上に、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉを含むポリマー材料を形成することは、
シラン材料に前記基板を暴露することであって、前記シラン材料は、（ＸＯ）３Ｓｉ（ＣＨ２）ｎＹ、（ＸＯ）２Ｓｉ（（ＣＨ２）ｎＹ）２および（ＸＯ）３Ｓｉ（ＣＨ２）ｎＹ（ＣＨ２）ｎＳｉ（ＸＯ）３のみから成る群から選択される化合物を含み、ＸＯは加水分解性アルコキシ基であり、Ｙは有機官能基であり、ｎは非負整数である、こと、
を含む、
ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
基板の上に、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉを含むポリマー材料を形成することは、
前記シラン材料を硬化させることを更に含む、
ことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
シラン材料に前記基板を暴露することは、
前記シラン材料は、１，２−ビス［トリエトキシシリル］エタン、１，２−ビス［トリメトキシシリル］オクタンおよび１，２−ビス［トリメトキシシリル］デカンのみから成る群から選択される材料に前記基板を暴露する、ことを含む、
ことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
基板の上に、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉを含むポリマー材料を形成することは、多孔質シランフィルムを形成することを含む、
ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
Ｓｉ−Ｏ−ＳｉおよびＭ−Ｏ−Ｓｉを含む界面層を形成することをさらに含み、Ｍは金属である、
ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
前記基板へ他の基板を接着することは、
実質的に前記ポリマー材料がない前記基板の一部に、前記他の基板を接着すること、
を含む、
ことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
第一の基板表面の上に配置された、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉを含むポリマー材料と、
前記第一の基板表面と、前記ポリマー材料の少なくとも一部との上に配置された接着材料と、
前記接着材料の上に配置された第二の基板と、
を含む、
ことを特徴とする構造。
【請求項２４】
前記ポリマー材料は、金属−酸素−シリコン結合によって、前記第一の基板に結合される、
ことを特徴とする請求項２３に記載の構造。
【請求項２５】
前記接着材料は、前記第一の基板表面に結合される、
ことを特徴とする請求項２３に記載の構造。
【請求項２６】
前記接着材料と前記第一の基板表面の間の結合強度は、前記接着材料と前記ポリマー材料との間の結合強度よりも強い、
ことを特徴とする請求項２５に記載の構造。
【請求項２７】
前記接着材料の一部は、前記第一の基板の表面上であって、この表面に接している、
ことを特徴とする請求項２３〜２６のいずれか１項に記載の構造。
【請求項２８】
前記第二の基板は、トランジスタ、キャパシタ、接点、トレース、ライン、ビア、及び相互接続のみからなる群から選択された少なくとも１つの導電性素子を更に含む、
ことを特徴とする請求項２３〜２６のいずれか１項に記載の構造。
【請求項２９】
前記第二の基板は、複数の個片化された半導体ダイスを含む、
ことを特徴とする請求項２３〜２６のいずれか１項に記載の構造。
【請求項３０】
前記複数の個片化された半導体ダイスの各半導体ダイは、少なくとも１つの不動態化された導電性素子を含む、
ことを特徴とする請求項２９に記載の構造。
【請求項３１】
前記第一の基板の表面は、実質的に前記接着材料が存在しない、
ことを特徴とする請求項２３〜２６のいずれか１項に記載の構造。
【請求項３２】
第一の基板の表面の第一の部分上であって、第一の部分に接触して配置されたシリコンを含む疎水性ポリマー材料であって、前記第一の基板の前記表面の第二の部分は、前記疎水性ポリマー材料がない、疎水性ポリマー材料と、
前記疎水性ポリマー材料上であって、疎水性ポリマー材料に接触して配置された接着材料と、
前記接着材料上であって、接着材料に接触して配置された第二の基板と、
を備える、ことを特徴とする構造。
【請求項３３】
前記疎水性ポリマー材料のない前記第一の基板の前記表面の前記第二の部分は、前記第一の基板の周囲を含む、
ことを特徴とする請求項３２に記載の構造。
【請求項３４】
前記疎水性ポリマー材料は、第一の接着強度を示す結合によって、前記第一の基板の前記表面の前記第一の部分に結合され、
前記接着材料は、第二の接着強度を示す結合によって、前記第二の基板に結合され、
前記接着材料は、第三の接着強度を示す結合によって、前記疎水性ポリマー材料に結合され、前記第三の接着強度は、前記第一の接着強度と前記第二の接着強度のそれぞれよりも小さい、
ことを特徴とする請求項３２または請求項３３に記載の構造。
【請求項３５】
前記接着材料は、約５０ｐｓｉｇより強い接着強度を示す結合によって、前記疎水性ポリマー材料に結合されている、
ことを特徴とする請求項３２または請求項３３に記載の構造。
【請求項３６】
前記接着材料は、約２００℃から約３００℃の温度で、熱的に安定である、
ことを特徴とする請求項３２または請求項３３に記載の構造。
【請求項３７】
半導体デバイスを処理する方法であって、
第一の基板の表面上にＳｉ−Ｏ−Ｓｉを含むポリマー材料を用意することと、
前記第一の基板の前記表面と、前記ポリマー材料の少なくとも一部上に接着材料を用意することと、
前記接着材料上に第二の基板を用意することと、を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項３８】
前記第二の基板を前記第一基板から分離した後、前記第一の基板の前記表面と、前記ポリマー材料の少なくとも一部との上に、他の接着材料を用意することと、
前記他の接着材料の上に第三の基板を用意することと、
を更に含む、
ことを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記ポリマー材料の残留部分を除去せずに、前記第一の基板の表面の周囲に少なくとも隣接した前記ポリマー材料の一部を除去することを更に含む、
ことを特徴とする請求項３７または請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記第一の基板の表面の周囲に少なくとも隣接した前記ポリマー材料の一部を除去することは、溶媒、光、及び熱の少なくとも１つに、前記ポリマー材料の前記一部を暴露することを含む、
ことを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記第二の基板を個片化し、複数の半導体ダイスを形成すること、を更に含む、
ことを特徴とする請求項３７または請求項３８に記載の方法。
【請求項４２】
前記第一の基板の前記表面から前記接着材料を実質的に除去すること、を更に含む、ことを特徴とする請求項３７または請求項３８に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
本明細書で用いられるように、“ｎｏｎ−ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ｓｉｌａｎｅ（非官能性シラン）”という語は、（例えばキャリア基板１０２の中の）金属と反応するように配合されたアルコキシ基を有するが、非金属材料と反応する官能基を欠く、シラン材料のことを意味する。非官能性シランは、フェニル基、トリル基、アルキル基、ペンタフルオロフェニル基など、ケイ素原子に連結される安定な官能基を有する可能性がある。したがって、非官能性シランは、従来の処理操作に対しては比較的不活性な、キャリア基板１０２上を覆うコーティングを、形成する。非官能性シラン材料の例は、−Ｓｉ−（ＯＣ２Ｈ５）ｘ（ここで、ｘは整数である）という式を含み、かつ、Ｓｉ原子に結合されるメトキシ基またはエトキシ基のいずれかを含むシラン化合物を含むが、それに限定されることはない。メトキシ基またはエトキシ基は加水分解性であり、副産物として生成されるアルコール（例えば、メタノールまたはエタノール）とともに、シラノール（即ち、−Ｓｉ−ＯＨ）を作り出す。このような非官能性シランの例は、表１に列挙され、図示される物質を含むが、そのいずれにも限定されず、この表は網羅的なものではない。
【表１】
2016535450.tif 000019
2016535450.tif 000020
【国際調査報告】
2016535450.tif 000021
2016535450.tif 000022