與載體之間鍵合的顆粒。但是,該清潔過 程也可用于使載體表面粗趟,且由此如下文所述結(jié)合處理形成非鍵合區(qū)域W實現(xiàn)不同的鍵 合強度106。該清潔過程可在104處載體(和/或薄板,如果薄板也或替代地經(jīng)受處理106) 上在處理106之前進行,在104a處在該種處理106之后進行、或者在處理106之前和之后 都進行。清潔過程也可在初始鍵合之前在薄板上進行,即使薄板在106處不經(jīng)受表面處理。
[0132] 清潔過程104通常包括多達四個步驟:總體移除有機物的第一步驟;附加清潔的 第二步驟;漂洗的第H步驟;W及干燥的第四步驟。
[0133] 總體移除有機物的第一步驟可包括用W下中的一個或多個進行清潔:具有溶解的 莫氧的DI水;〇2等離子體;硫酸-過氧化氨混合物;和/或UV-莫氧。
[0134] 附加清潔的第二步驟可包括標(biāo)準(zhǔn)清潔-1 (SCI)。SCI在本領(lǐng)域也可稱為"RCA清 潔"。該過程可包括氨溶液,如下文關(guān)于處理106所討論的,可用某些材料既執(zhí)行清潔又執(zhí) 行表面粗趟化。代替SC1,可使用JTB100或貝克清潔炬aker clean)100(可從捷特澳公司 (J.T. Baker Co巧.)購得),其不包括氨溶液,且因此對于某些材料不與清潔一起進行表面 粗趟化,也如下文結(jié)合處理106所討論的。
[0135] 漂洗可在DI水中通過快速傾卸沖洗(孤時進行,例如通過將水流過板(適當(dāng)?shù)妮d 體或薄板)而進行。
[0136] 第四步驟是干燥步驟,并可包括馬蘭戈尼(Marangoni)型干燥,包括異丙醇。
[0137] 就在108處初始鍵合之前發(fā)生的清潔過程104a和124在某些情況下可作為初始 鍵合之前的最后步驟包括清潔W移除有機材料。因此,上文結(jié)合104描述的各處理步驟順 序排列成使得步驟2在步驟1之后。如果在清潔步驟1和2之間有任何顯著延遲則是較佳 的,由此有機物(來自載體和/或薄板所存放的環(huán)境)可收集在其上。但是,如果在步驟1 和2之間沒有顯著的實踐,或者載體/薄板存放在含有少量有機物顆粒的環(huán)境中,如清潔房 間,則步驟1和2可W該順序發(fā)生,由此不必就在108處初始鍵合前清潔有機物。在所有其 它方面,清潔過程104a、124仍與上文結(jié)合104描述的相同。
[013引清潔實例-1
[0139] 來自載體和薄板選擇-實例1的每個載體和薄板被通過四個步驟過程,其中基本 配方是箱體403中的溶解莫氧清潔步驟、箱體402中的SCI步驟420、箱體403中的漂洗步 驟430、W及箱體404內(nèi)的干燥步驟。所有的混合物W體積計除非另有表述。該里使用的 NH4OH是14. 5摩爾(水中的28重量/重量畑3)。該里使用的&化是水中的30重量%H202。 DI或DIH2O是指去離子水且該些術(shù)語在此可互換使用。
[0140] 圖4是所用機器的箱體布置,包括每個箱體的相對位置、在該特定箱體內(nèi)發(fā)生的 過程、通過機器的工藝流程、W及所使用的具體參數(shù)。在該過程中,箱體401,不使用蝕刻 (包括HF/肥1蝕刻)。在分別標(biāo)示為箱體402至404中執(zhí)行W下步驟。
[0141] 在第一步驟410中,將玻璃放入包含溶解莫氧值1〇3)的箱體403中。詳情如下:
[0142] 具有溶解莫氧的DI水
[0143] 莫氧濃度;30ppm
[0144] 時間;10分鐘
[0145] 溫度;環(huán)境溫度(約22C)
[0146] 大水流量;4化pm
[0147] 在第二步驟420中,將樣品放入包含SCI溶液的箱體402內(nèi)。詳情如下:
[014引 1 份 NH4OH ; 2 份 &02; 40 份 DI 水
[0149]溫度;65°C [0150] 時間;5分鐘 [015U 兆聲;350w,850曲Z
[0152] 在第H步驟430中,將樣品放入箱體403 W進行快速傾卸沖洗(孤時。詳情如下:
[0153] 時間;10分鐘
[0154] 漂洗;44Lpm的DI水高流量噴流
[0155] 溫度;環(huán)境溫度(約22C)
[0156] 在第四步驟440中,在IPA蒸氣中進行干燥。詳情如下:
[0157] 時間;10分鐘(包括馬蘭戈尼型預(yù)先噴流沖洗和Ns^PA低流量干燥)
[015引時間;2分鐘最終15(TC馬高流量干燥
[0159] 清潔實例-2
[0160] W下取來自釋放層施加-實例1的載體并進行上文在清潔實例-1中描述的相同 清潔過程。
[0161] 巧于連現(xiàn)不同鋪合強麼區(qū)域的化巧-106
[0162] 在整個該說明書中,為了解釋簡單,將描述在載體上進行從實現(xiàn)不同鍵合強度區(qū) 域的處理。但是,應(yīng)當(dāng)指出,或者該種處理可在薄板上執(zhí)行或者在載體和薄板兩者上執(zhí)行。
[0163] 形成非鍵合區(qū)域的一種方式是將材料沉積在載體上,在裝置加工過程中經(jīng)受預(yù)期 溫度時薄板不設(shè)置成鍵合到該非鍵合區(qū)域。所沉積材料因此形成載體和薄板的表面之間的 釋放層。理想的是所沉積材料是可清潔的(從而經(jīng)受本文所述的清潔過程,該過程用于促 進實現(xiàn)鍵合區(qū)域的良好鍵合)通過蝕刻從載體可移除,并還方便地能夠形成粗趟表面(例 如當(dāng)它們存在于載體上時較佳地呈結(jié)晶形式)W便于薄板與載體脫開鍵合。用于釋放層 的適當(dāng)材料包括例如氧化鋒狂nO)、0. 2-4. 0%的鉛慘雜氧化鋒(AZ0)、0. 2-4. 0%的嫁慘雜 氧化鋒佑Z0)、氧化錫(Sn02)、氧化鉛(A1203)、氧化嫁佑a203)、氧化餓炬i203)、F-Sn〇2、 F-Si化、W及TiON和TiCN。可使用標(biāo)準(zhǔn)沉積技術(shù)將材料放置在載體上。
[0164] 該釋放層可基于增加薄板與載體之間界面的粗趟度的原理運行,由此形成非鍵合 區(qū)域。因而,釋放層可包括>2nm Ra的表面粗趟度(平均表面粗趟度)W便于防止非鍵合 區(qū)域的牢固鍵合。然而,隨著表面粗趟度增加,捕集在薄板與載體之間的氣體量也增加,該 導(dǎo)致本文討論的處理問題。因而,實踐中可使用的表面粗趟度的量可能有上限。該上限可能 取決于用于初始鍵合的處理技術(shù)和通過使用本文討論的通氣條或溝槽對非鍵合區(qū)域通氣。
[0165] 表面的粗趟度可通過酸蝕刻步驟調(diào)節(jié)W增加表面粗趟度。酸蝕刻可作為單獨步驟 來執(zhí)行,或可通過相對于釋放層的材料的清潔溶液適當(dāng)選擇而與清潔步驟組合。但從工藝 觀點看,有利的是同時進行表面粗趟化和清潔。
[0166] 例如,使用AZ0膜,可通過用酸(例如抑值為2的肥1溶液,室溫)蝕刻,接著通 過堿清潔(例如用氨氧化饋(TMAH))而將蝕刻作為單獨步驟執(zhí)行。堿清潔可用駿酸鹽緩沖 液中的TMAH用&化W標(biāo)準(zhǔn)JTB100進行。在一實例中,使用具有30% H 202的JTB100、駿酸 鹽緩沖液中的TMAH,表面粗趟度從2nm減小到1. Inm。此外,該清潔溶液容易從AZ0膜漂 洗,該在載體鍵合到薄板時和/或制品通過裝置加工時有利地導(dǎo)致低放氣。因而,在某些情 況下可進行該方式的表面粗趟化和清潔,如使用防止載體與薄板之間氣體捕集的較少措施 時。
[0167] 為了在一個步驟中進行清潔和粗趟化,對AZ0膜,可使用例如SCI工藝(40:1:2 DI:NH40H:H202)來將表面粗趟度從2. 0增加到37nmRa。在某些情況下(其中需要過程簡化 的情況下),當(dāng)使用防止載體與薄板之間氣體捕集的進一步措施時,組合清潔和粗趟化是較 佳的。
[0168] 替代地,釋放層可基于與薄玻璃板形成無0H鍵合的原理操作,且無需具有特定 粗趟度W提供非鍵合區(qū)域;該類材料可包括例如氧化錫、Ti化、氧化娃(Si化)、耐熱材料、 SiN(氮化娃)、SiC、金剛石狀碳、石墨碳、石墨、氮化鐵、氧化鉛、二氧化鐵(Ti〇2)、SiON(氮 氧化娃)、F-Sn化、F-Si〇2和/或烙點的材料<1000。和/或應(yīng)變點〉約lOOOC的那些材 料。
[0169] 該釋放層厚度應(yīng)選擇成使得其不導(dǎo)致載體與薄板的鍵合表面之間的間隙到使得 薄板在鍵合表面接觸時受到過大應(yīng)力的程度。薄板內(nèi)的過大應(yīng)力可能導(dǎo)致試圖鍵合到載體 期間和/或隨后裝置加工期間薄板的損壞。
[0170] 目P,例如,假設(shè)薄板具有平坦表面(即面向載體且在釋放層的區(qū)域內(nèi)沒有凹陷或 突起的表面,釋放層應(yīng)不能承受載體的鍵合表面上方大于1微米,例如薄板與載體的鍵合 表面之間的間隙應(yīng)例如為《1微米、《 500皿、《 200皿、《100皿、《50皿、《25皿、《15皿、 《lOnm、或者《5nm。另一方面,釋放層需要具有足夠的厚度從而防止薄板與載體的表面 鍵合。因而,在薄板和載體具有面向彼此的完全平坦表面的情況下,釋放層應(yīng)具有> 0. 2nm 的厚度。在其它情況下,厚度10-500皿的釋放層是可接受的。在其它情況下,厚度100至 400nm的釋放層是可接受的;該些已經(jīng)經(jīng)過測試且發(fā)現(xiàn)允許鍵合區(qū)域內(nèi)的充分鍵合,但還 提供非鍵合區(qū)域。在某些情況下,釋放層可部分的設(shè)置在載體和/或薄板內(nèi)的凹陷內(nèi)。
[0171] 釋放層可在小于薄板20與載體10之間整個接觸面積上形成圖案從而允許所選 部分在薄板與載體之間形成非鍵合區(qū)域50。例如,參見圖5。非鍵合區(qū)域50具有周界52。 目P,釋放層會形成圖案W允許釋放材料和/或表面處理施加到區(qū)域50而非區(qū)域40。薄板 20和載體10的其余部分,即鍵合區(qū)域40鍵合在一起。因此,可通過沿虛線5或其各子集 切割而將任何數(shù)量的所需部分56與任何數(shù)量的其它所需部分56分開,且所有所需部分56 仍鍵合到載體10??赡芾硐氲氖菍⒅破?分成較小子單元W進一步處理。在該種情況下, 鍵合區(qū)域40和非鍵合區(qū)域50的該布置的有利之處在于薄板20和載體10各部分仍然圍 繞其周界鍵合,使得處理流體不進入其間,處理流體可能污染隨后過程,或者可能將薄板20 與載體10分開。
[0172] 盡管在圖5中示出為一個薄板鍵合到一個載體,但多個薄板20可鍵合到一個載體 10,其中任一薄板20可鍵合到載體10,具有由鍵合區(qū)域40圍繞的任何合適數(shù)量的非鍵合區(qū) 域50。在該情況下,在將所需部分56與其它所需部分56分開時,載體10可在不同薄板20 的各鍵合區(qū)域40之間分開。
[0173] 形成非鍵合區(qū)域的第二種方式是通過在薄板與載體之間使用具有不同鍵合強度 的不同材料。例如,可在非鍵合區(qū)域使用SiNy,而可在鍵合區(qū)域使用Si化。為了形成該些兩 種不同材料區(qū)域,可使用W下工藝??赏ㄟ^PECVD將SiNj莫沉積在載體的整個表面上。然 后可通過PECVD將Si化膜沉積在SiNy頂部上,形成的圖案使得其沉積在需要鍵合的區(qū)域。
[0174] 形成非鍵合區(qū)域的第H種方式是使用化等離子來增加材料的鍵合強度,否則會與 薄板形成弱鍵合。例如,SiNy (氮化娃)可沉積在整個載體表面上??墒褂谜趽醢鍋碜钃醴?鍵合區(qū)域,且然后將化等離子施加到非遮擋區(qū)域。通過0 2等離子處理的SiN 形成足夠 牢固的鍵合W將玻璃薄板固定到載體,而未處理的SiNy將形成非鍵合區(qū)域。
[0175] 形成非鍵合區(qū)域的第四種方式是通過使用載體、薄板或兩者的表面粗趟化。非鍵 合區(qū)域內(nèi)的表面粗趟度相對于鍵合區(qū)域的增加,使得在裝置加工或鍵合區(qū)域內(nèi)鍵合增強期 間加熱時不形成薄板到載體的鍵合。表面粗趟化可與形成非鍵合區(qū)域的第一、第二或第H 種方式的技術(shù)一起使用。例如,載體的表面在至少非鍵合區(qū)域形成紋理或粗趟化。例如,載 體表面可用增加載體表面粗趟度的酸溶液處理。例如,溶液中的酸會是H2SO4、NaF/H3P〇4混 合物、肥1或者HN03。表面粗趟化的其它方式包括例如噴砂、W及反應(yīng)性離子蝕刻巧IE)。
[0176] 根據(jù)第四種方式的一實施例,粗趟化表面可通過在薄板和載體中所需一個上印刷 玻璃