[发明专利]修整通过组装两晶片构成的结构的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种修整通过组装两晶片构成的结构的方法。其特别涉及半导体结构，例如BSOI结构。

背景技术

目前，在微电子领域，越来越多的结构由完全或部分处理过的半导体材料制成的两个晶片的组件获得。例如，为了制造BSOI(Bonded Silicon On Insulator)结构，通过分子粘合力将两个硅晶片组装起来。更精确地，该组装包括表面预处理步骤，接触步骤和热处理步骤(例如在1100℃2个小时)。随后，通过磨削和/或机械-化学抛光使两个晶片中的至少一个变薄。

图1A至1C显示了一种制造BSOI结构的传统方法。

图1A示出该方法中使第一晶片1和第二晶片2相接触的步骤。晶片2的接触面是在晶片2上形成的二氧化硅层3的自由面。该二氧化硅层的厚度通常可在0.3μm和3μm之间。图1B显示了直接接合(direct bonding)步骤过程中的两个晶片1和2。图1C显示了晶片1已经被变薄从而提供厚度例如在5μm和100μm之间的薄层4之后获得的结构。

所组装的硅晶片是标准尺寸(直径为100，125，150，200或300mm)或其它任何尺寸的晶片。它们的边缘被倒角以避免破损问题，这些问题在制造BSOI结构上的器件的过程中是经常发生的，如图1A至1C所示(不反映比例)。

晶片边缘上的这些倒角使得存在不接合到支承结构上的薄层周边区域。该周边区域必须被去除，这是由于它很容易突然破裂并且这些不期望的碎片或颗粒会污染该结构。

为了克服上述问题，执行修整步骤以消除薄层的周边区域。修整步骤通常采用机械方式进行。图2示出获得的结构，其中薄层不再具有非接合的周边区域。

修整步骤可包括以机械方式对附接到支承晶片上将被变薄的晶片的边缘进行机加工。但是，很难做到机加工该结构的上晶片(将被变薄的晶片)而不碰到或损坏下晶片(或支承晶片)。实际上，两个接合晶片之间的界面是非常精确的，不可能在该界面处安全地停止该机加工。

为了克服该问题，文献JP-A-11-067 701提出了一种用于通过机加工使变薄的第一步骤，其后是以化学方法变薄以到达界面。但是，在这两个步骤之间，晶片的边缘容易破碎，其处理起来特别困难。

另一可能性在于机加工该结构的上晶片的边缘至机加工小厚度的下支承晶片的位置，如文献WO-A-96/17377所示。但是，这种机加工提供了粗糙度和颗粒污染程度与微电子领域不匹配的表面光洁度。因此，必须重新机加工边缘以改善它们的表面光洁度，例如通过机械-化学抛光。

发明内容

本发明克服了现有技术中的上述缺点。

在本发明中，由于倒角，使用上晶片和/或下晶片的几何形状获得合适的修整。选择蚀刻溶液以侵蚀堆置结构的上晶片。这种化学侵蚀可以在结构的上晶片的整个非接合部分上是均匀的，或者主要位于未来薄层的高度处。

本发明的目的是提供一种对通过利用接触面将第一晶片接合到第二晶片上并使第一晶片变薄而获得的结构进行修整的方法，其中，至少第一晶片或第二晶片被倒角，并因此暴露第一晶片的接触面的边缘，其中，修整涉及第一晶片，其特征在于，该方法包括以下步骤：

a)从这些晶片中选择第二晶片，其具有对于计划在步骤b)中进行的化学蚀刻的耐受性以允许进行步骤b)，步骤b)中进行的化学蚀刻对于第一晶片是足够的；

b)在将第一晶片接合到第二晶片上之后，对第一晶片的边缘进行化学蚀刻以便在第一晶片中形成完全支靠在第二晶片的接触面上并支承第一晶片的剩余部分的支座；

c)使第一晶片变薄直至到达并侵犯支座，从而提供第一晶片的薄部。

本发明的方法允许对于晶片的几何形状可能的最低修整。修整步骤本身(对应于步骤b))是化学蚀刻操作而不是机械操作。由于去除了一些步骤，本发明的方法比现有方法简单。

在第一实施例中，选择步骤包括：选择晶片表面是由与第一晶片的表面不同的材料制成且允许相对于第二晶片对第一晶片进行选择性的化学蚀刻的晶片作为第二晶片。在这种情况下，如果第一晶片(或者至少其表面)由硅制成，则第二晶片可选自例如石英、SiC、蓝宝石、或替代硅(混和或调配以形成例如硅锗(SiGe))。

在第二实施例中，该选择步骤包括选择带有形成阻止所述化学蚀刻的装置的至少一个材料层的晶片作为第二晶片。如果第一晶片和第二晶片由硅制成，其中，形成阻止装置的材料层是SiO₂层或Si₃N₄层。