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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen von Platten, die so
aufeinander geklebt sind, dass sie eine Stapelstruktur bilden. Sie
bezieht sich insbesondere auf die Verfahren zur Herstellung einer dünnen Halbleiterschicht.
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Die
zu trennende Struktur kann gebildet werden durch einen Stapel aus
einem selben Material oder aus mehreren Materialien, zusammengeklebt (durch
Molekularhaftung oder durch einen zusätzlichen Stoff). Sie kann auch
durch wenigstens ein Material gebildet werden, in dem man eine Zone
geschwächt
hat.
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STAND DER
TECHNIK
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Die
Herstellung einer dünnen
Halbleiterschicht erfordert oft eine Operation zum Abtrennen dieser
dünnen
Schicht von einem Träger,
auf dem sie klebt. Zu diesem Zweck sind mehrere Abtrenntechniken
entwickelt worden.
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Ein
erste Technik besteht darin, einen Öffnungsspalt in einer Struktur,
die durch zwei aufeinandergeklebte Platten gebildet wird, auszubreiten.
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Man
kann die Messtechnik nennen, die insbesondere durch W.P. Maszara
et al. in dem Artikel "Bonding
of silicon wafers for silicon-on-insulator" (J. Appl. Phys. 64(10), 15. November
1998) dargestellt wird und auch von der Ausbreitung eines Öffnungsspalts
(englisch "Crack
Opening Method")
handelt. Diese Methode besteht insbesondere darin, am Rand einer
aus zwei zusammengeklebten Platten bestehenden Struktur eine Klinge
einzuführen,
in der Klebungsebene. Sie ist insbesondere entwickelt worden, um
Molekularhaftungsklebungen zu charakterisieren. Diese Methode lehrt
nicht, wie man zwei Platten trennt. Vielmehr akzentuiert sie das
Stoppen der Öffnungswelle
und die Notwendigkeit, die Stoppdistanz dieser Welle zu bestimmen,
wohl wissend, dass die Öffnung
durch eine Klinge von konstanter Dicke bewirkt wird.
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Andere
Methoden basieren auf dem Prinzip, eine Zugkraft anzuwenden. Man
kann die amerikanischen Patente Nr. 5 783 022 und 5 863 375 nennen, die
die Einwirkung eines seitlichen Fluidstrahls offenbaren, während auf
wenigstens eine der Platten am Plattenrand eine Zugkraft ausgeübt wird.
Ein an wenigstens einer der Platten befestigtes Element ermöglicht,
an dieser Platte zu ziehen. Man kann auch die Druckschrift EP-A-0
925 888 nennen, in dem die seitliche Öffnung der zusammengeklebten
Platten dank kleinen Flanschen beschrieben wird, die die Platten
zum Beispiel mittels Vakuum festhalten. Bei bestimmten Anwendungen
haben die Flansche eine gekrümmte
Form. Auf jede der Platten wird an ihrem Rand eine Zugkraft angewendet,
in entgegengesetzten Richtungen.
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Eine
zweite Technik besteht darin, zwischen den Platten einen Keil hineinzutreiben,
entsprechend einer Achse (oder mehreren Achsen), radial oder transversal
oder parallel zu der Klebungsebene oder parallel zu der Schwächungsebene
der geklebten Struktur. Diese Keiltechnik kann als den auf Zugkraft beruhenden
Techniken sehr nahestehend betrachtet werden. Die Druckschrift FR-A-2
823 373 offenbart das Einführen
einer Klinge am Rande einer Stapelstruktur. Die benutzte Trennung
ermöglicht
insbesondere eine Ablösung
in einer zum Beispiel durch Ionenimplantation geschwächten Zone.
Diese Technik ermöglicht
insbesondere, eine kreisbogenförmige Klinge
einzuführen,
angepasst an den Umfang der zu trennenden Scheiben.
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Das
Fraunhofer-Institut hat eine Methode entwickelt, die insbesondere
das Öffnen
längs vier Achsen
ermöglicht,
um gestapelte Strukturen zu trennen. Die Klingen werden gemäß vier senkrechten Achsen
eingeführt.
Zu diesem Thema kann man sich auf folgenden Artikel beziehen: "A new approach for handling
and transferring of thin semiconductor materials" von J. Bagdan et al. (Microsystem Technologies
9 (2003), Seiten 204 bis 209).
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Die
Firma Canon K.K. hat ein "Water
Jet" genanntes Verfahren
entwickelt, das darin besteht, einen Hochdruck-Wasserstrahl zu benutzen.
Dieser Druckfluidstrahl, der seitlich und parallel zu der Ebene
der porösen
Trennungszone angewendet wird, ermöglicht, die gestapelten Platten
zu trennen. Dieses Verfahren kann zum Beispiel in dem Verfahren ELTRAN® zur
Realisierung von SOI-Strukturen benutzt werden. Die Trennung ist
in diesem Fall auf die poröse
Zone lokalisiert, die im Laufe dieses Verfahrens in den Siliciumplatten
realisiert worden ist.
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Ein
anderes Beispiel ist in der amerikanischen Druckschrift Nr. 5 985
742 offenbart. Es umfasst die Benutzung eines Hochdruck-Fluidstrahls, der
seitlich und parallel zu der Ebene der Trennungszone auf die Stapelstruktur
trifft, wobei dieses Druckfluid ermöglicht, die Platten zu trennen,
um Strukturen der Typen SOI, SiGe oder Sonstige zu realisieren.
Die Trennung ist in diesem Fall auf die im Laufe der Anwendung des
Verfahrens realisierte Zone lokalisiert.
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Nach
einer dritten Technik ist es möglich,
die Auflösung
einer durch Klebung realisierten Stapelstruktur zwischen zwei Platten
zu lokalisieren. Die Druckschrift FR-A-2 796 491 offenbart das lokalisierte Öffnen einer
Stapelstrkuktur durch die lokalisierte Anwendung eines Überdrucks,
erzeugt zwischen der Trennungszone und den Außenflächen bzw. -seiten der zu trennenden
Struktur. Diese Druckschrift lehrt nicht, wie man die Platten längs einer
Krümmung trennt,
sondern vielmehr, wie man auf Höhe
der Klebungsgrenzschicht ein Fluid hineinpresst, indem man es lokalisiert.
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Außerdem offenbart
das amerikanische Patent Nr. 6 387 829 ein Verfahren zur Herstellung
eines SOI-Substrats mit Hilfe eines Systems, das ein Gebersubstrat
aus Silicium und ein Empfängersubstrat umfasst.
Das Gebersubstrat hat eine mit einer Isolierschicht überzogene
Oberfläche.
In einem gewissen Abstand von der Oberfläche besitzt dieses Substrat eine
wasserstoffreiche Schicht. Das Empfängersubstrat wird auf dem Gebersubstrat
fixiert, auf seiner Isolierschichtseite. Dem Ganzen wird Energie
zugeführt,
um die wasserstoffreiche Schicht in eine kontinuierliche Schicht
zu verwandeln, was dazu führt, das
Ganze zu trennen.
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Mit
all diesen Techniken nach dem Stand der Technik gelingt es nicht,
die Schwierigkeit zu überwinden,
die darin besteht, eine Stapelstruktur in zwei Teile zu teilen,
da die in einer in Bezug auf die Struktur in einer transversalen
Richtung angewendeten Kraft schlecht angepasst, zu groß und/oder
fähig ist, einen
unerwünschten
Bruch der gesamten Struktur oder eines Teils von ihr zu bewirken.
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DARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung, definiert in Anspruch 1, ermöglicht, die Nachteile der Techniken
nach dem Stand der Technik zu beseitigen.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
besteht im Öffnen
(oder Auflösen
oder Trennen oder Brechen) der gestapelten Struktur, indem man die
gestapelte (oder auch geklebte und/oder eine geschwächte Zone
aufweisende) Struktur einer Biegebeanspruchung unterzieht. Eine
der Wirkungen dieser Biegebeanspruchungen besteht darin, die gestapelte Struktur
ganz oder teilweise durch Krümmung
zu verformen.
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Die
Erfindung hat also ein Verfahren zum Trennen von wenigstens zwei
Platten zum Gegenstand, die so aufeinandergeklebt sind, dass sie
eine Stapelstruktur bilden, und das dadurch gekennzeichnet ist,
dass die Stapelstruktur wenigstens einer Biegebelastung unterzogen
wird, die auf die Gesamtheit oder einen Teil der Stapelstruktur
angewendet wird, um eine Biegeverformung der Stapelstruktur zu bewirken,
welche die Stapelstruktur entsprechend einer gewollten Ebene in
zwei Teile trennt.
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Vorteilhafterweise
wird die Stapelstruktur zusätzlich
zu der Biegebelastung auch einer Belastung unterzogen, die entsprechend
der Richtung der gewollten Trennungsebene ausgerichtet ist und dazu tendiert,
die beiden Teile zu trennen. Beispielsweise resultiert die entsprechend
der Richtung der gewollten Trennungsebene ausgerichtete Belastung
aus dem Eindringen einer Klinge, eines Keils oder eines Fluidstrahls
in die Trennungsebene oder aus der Kraftaufwendung für eine lokalisierte Öffnung in
der Trennungsebene.
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Die
Biegebeanspruchung kann wenigstens zum Teil eine Folge des Aufeinanderklebens
der Platten sein. Sie kann resultieren aus dem Aufeinanderkleben
der Platten bei einer bestimmten Temperatur, die eine unterschiedliche
Wärmedehnung
der Platten bewirkt, wobei die Trennung dann bei einer anderen Temperatur
als der Klebungstemperatur erfolgt. Sie kann auch aus dem Aufeinanderkleben
der Platten unter Verformung resultieren.
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Die
Trennungsebene kann durch die Grenzfläche zwischen den beiden aufeinandergeklebten Platten
gebildet werden.
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Die
Trennungsebene kann auch durch eine geschwächte Ebene in einer der beiden
Platten gebildet werden, wobei die Trennung einen ersten Teil liefert,
der durch eine der Platten gebildet wird und eine von der anderen
Platte gelieferte Schicht trägt,
und ebenfalls einen zweiten Teil liefert, gebildet durch die um
die genannte Schicht reduzierte andere Platte. Diese geschwächte Ebene
kann einer in einer der Platten realisierten geschwächten Schicht
entsprechen. Diese Schicht kann eine durch Ionenimplantation realisierte
Ebene sein.
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Die
geschwächte
Ebene kann auch durch die in dem Volumen von einer der Platten erzeugten Spannungen
realisiert werden. Sie kann durch eine speziell in einer der Platten
realisierten Zone gebildet werden, zum Beispiel indem eine Siliciumplatte
auf Höhe
der Trennungszone porös
gemacht wird.
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Die
Biegebelastung kann mittels wenigstens einer Vorform angewendet
werden, die mit einer der Platten kooperiert. Sie kann auch entsprechend
einem Biegekraftanwendungs- und
-nichtanwendungszyklus ausgeübt
werden.
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Schallwellen,
zum Beispiel Ultraschallwellen, können auf die Stapelstruktur
angewendet werden, um ihre Trennung zu erleichtern.
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Die
Platten können
mit einer Steuerung der Klebungsenergie aufeinandergeklebt werden,
um die Stapelstruktur in Abhängigkeit
von einer bestimmten Biegebelastung trennen zu können. Die Klebungsenergie kann
durch die Kontrolle wenigstens eines der folgenden Parameter gesteuert
werden: die Rauheit der Oberflächen
der Platten vor der Klebung, die Saugfähigkeit ihrer Oberflächen, die
Temperatur einer auf die Stapelstruktur angewendeten Wärmebehandlung.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung sowie weitere Vorteile und Besonderheiten gehen aus der
nachfolgenden, beispielhaften und nicht einschränkenden Beschreibung hervor,
die sich auf die folgenden beigefügten Figuren bezieht:
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1,
die eine partielle Ansicht einer Stapelstruktur ist, die ermöglicht,
das erfindungsgemäße Verfahren
darzustellen,
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2,
die eine Seitenansicht ist, die einen ersten praktischen Anwendungsfall
der Erfindung darstellt,
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3,
die eine Seitenansicht ist, die einen zweiten praktischen Anwendungsfall
der Erfindung darstellt,
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4A,
die eine Teilansicht einer durch Zusammenkleben der beiden Platten
hergestellten Stapelstruktur ist,
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die 4B und 4C,
die Seitenansichten sind, die einen dritten praktischen Anwendungsfall der
Erfindung darstellen,
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die 5A bis 5D,
die Seitenansichten sind, die einen vierten praktischen Anwendungsfall der
Erfindung darstellen,
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die 6A bis 6C,
die Seitenansichten sind, die einen fünften praktischen Anwendungsfall der
Erfindung darstellen,
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die 7A bis 7C,
die Seitenansichten sind, die einen siebten praktischen Anwendungsfall der
Erfindung darstellen,
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die 8A bis 8C,
die Seitenansichten sind, die einen weitere Anwendungsart der Erfindung darstellen,
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DETAILLIERTE
DARSTELLUNG SPEZIELLER REALISIERUNGSARTEN DER ERFINDUNG
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Die 1 illustriert
das erfindungsgemäße Verfahren.
Sie zeigt als Seitenansicht eine Stapelstruktur, gebildet durch
zwei aufeinandergeklebte Platten. Die Klebung erfolgt mittels Molekularhaftung oder
einer Haftsubstanz.
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Eine
Biegekraft wird so angewendet, dass ihr Moment um eine Achse wirkt,
die senkrecht ist zu der Richtung, in der man die zu trennende Struktur öffnen will.
Diese senkrechte Achse und diese gewollte Richtung sind vorzugsweise
in der Klebungs- oder Schwächungszonenebene
enthalten.
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Die
gebogene Struktur ist strichpunktiert dargestellt, vor der Auslösung der
Trennung der beiden Platten 1 und 2.
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Es
folgen Anwendungsbeispiele der Erfindung aufgrund praktischer Fälle.
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Der
erste praktische Fall, dargestellt in der 2, betrifft
eine Stapelstruktur, realisiert durch Molekularhaftung zum Beispiel
im hydrophilen Modus (mode hydrophil) bei Umgebungstemperatur. Sie wird
zum Beispiel gebildet durch eine Platte aus Silicium 3 mit
200 mm Durchmesser und eine Platte 4 aus Glas (oder geschmolzenem
Siliciumdioxid oder Quarz) mit ebenfalls 200 mm Durchmesser. Die
Klebung erfolgte, als die beiden Platten sich noch in ebener Position
befanden.
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Die
Trennung wird ausgelöst
durch die Anwendung einer Biegebeanspruchung auf die Stapelstruktur,
zum Beispiel durch eine Abstützung
auf der Glasplatte 4 unter Berücksichtigung der Kreissymmetrie
der geklebten Struktur. Dies zeigt die 2, wo die
Struktur mit Hilfe einer Vorform 5 einer Biegebeanspruchung
ausgesetzt ist. Die in der Grenzebene lokalisierte Trennung breitet
sich über
die gesamte Fläche
der zu trennenden Struktur aus.
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Die
Trennung wird zum Beispiel durch den Steifigkeitsunterschied der
Materialien begünstigt. Insbesondere
kann diese Biegebeanspruchung durch eine transversale Beanspruchung
unterstützt werden,
angewendet zum Beispiel auf Höhe
der Klebungsgrenzfläche,
um die Trennung auszulösen.
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Die
gestapelte Struktur kann auf der Vorform zum Beispiel durch Ansaugung
oder durch seitliche Befestigungen fixiert werden. Vorteilhafterweise
führt man
Biegung/Nichtbiegungszyklen durch, was eine Schwächung der zu trennenden Klebungszone
bewirkt.
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In
dem zweiten praktischen Fall ist die zu trennende Struktur eine
Heterostruktur, realisiert zum Beispiel mittels Molekularhaftung
zum Beispiel im hydrophilen Modus (mode hydrophil) bei einer bestimmten
Temperatur, zum Beispiel 80 °C.
Sie wird zum Beispiel gebildet durch eine Platte aus Silicium mit
200 mm Durchmesser, die auf eine Platte aus Glas (oder geschmolzenem
Siliciumdioxid oder Quarz, ...) mit 200 mm geklebt ist. Indem man
die Struktur nach ihrer Klebung auf die Umgebungstemperatur abkühlt, weist
diese eine Biegeverformung in Form einer gleichmäßigen Durchbiegung auf.
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Die
abgekühlte
Struktur hat dann eine konvexe Form, wie dargestellt in der 3.
In diesem Beispiel ist die Platte 6, zum Beispiel aus Silicium,
der untere Teil der konvexen Form, und die Platte 7 aus Glas
ist der obere Teil.
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Die
Trennung wird ausgelöst,
indem man auf die untere Platte der Struktur eine Biegekraft ausübt, so dass
sie sich konvex verformt. Die Trennung, lokalisiert auf die Klebungsgrenzfläche, breitet
sich über die
gesamte zu trennende Struktur aus. Die Trennung wird je nach Steifigkeit
der Materialien begünstigt.
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Die
Trennung wird durch die Wärmedehnungsunterschiede
zwischen den Materialien der einzelnen Platten der Stapelstruktur
begünstigt.
So begünstigt
bei einer anderen Stapelstruktur, gebildet durch eine auf eine Siliciumplatte
geklebte Saphirplatte, der große
Wärmedehnungskoeffizientenunterschied
die Ablösung
durch das Anwenden einer Biegung auf die geklebte Struktur.
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Insbesondere,
um zum Beispiel die Trennung auszulösen, kann diese Biegekraft
unterstützt werden
durch eine transversale Kraft, angewendet in Höhe der Klebungsgrenzfläche, wie
in der 3 durch einen Pfeil dargestellt.
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Vorteilhafterweise
führt man
Biegung/Nichtbiegungszyklen durch, was zu einer Schwächung der zu
trennenden Klebungszone führt.
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In
dem dritten praktischen Fall, dargestellt in der 4A,
realisiert man die zu trennende Struktur nicht durch eine Klebung
des Molekularhaftungstyps. Sie wird gebildet durch eine auf eine
Glasplatte 9 mit 200 mm Durchmesser geklebte Siliciumplatte 8 mit ebenfalls
200 mm Durchmesser. Die Klebung erfolgt durch eine Haftsubstanz 10,
etwa einen Klebstoff (zum Beispiel aushärtbar mittels UV-Licht, etwa
Cyanolit, ...), ein Wachs, ein Harz (zum Beispiel ein Harz Apiezon)
oder ein Metall mit niedrigem Schmelzpunkt (zum Beispiel Gallium
oder eine Zinn- oder Indiumlegierung) oder nicht. Die Trennung wird
ausgelöst,
indem man auf die Struktur eine Biegekraft so anwendet, dass sie
sich mehr oder weniger konvex verformt.
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Um
die Biegekraft anzuwenden, benutzt man zum Beispiel eine Vorform
mit der für
die Platte erwünschten
Form und fixiert diese Platte auf dieser Vorform, zum Beispiel durch
Ansaugung oder durch seitliche Befestigungen.
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Die 4B zeigt
die Struktur der 4A, die hier einer Biegebeanspruchung
ausgesetzt ist, wobei eine Vorform 11 die Platte 8 ansaugt.
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Die 4C zeigt
eine andere Verfahrensweise. Die Struktur der 4A wird
auch hier einer Biegebeanspruchung ausgesetzt, wobei eine Vorform 12 seitliche
Befestigungseinrichtungen 13 umfasst.
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Vorteilhafterweise
verwendet man Haftsubstanzen, die keine Schubkräfte aushalten, oder Klebstoffe,
die der Klebungsgrenzschicht unterschiedliche Steifigkeiten verleihen.
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Insbesondere
kann diese Biegebeanspruchung durch eine transversale Kraft unterstützt werden,
die auf Höhe
der Klebungsgrenzschicht angewendet wird.
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Vorteilhafterweise
führt man
Biegung/Nichtbiegungszyklen durch, was zu einer Ermüdung der Klebungszone
in der zu trennenden Struktur führt.
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Vorteilhafterweise
wird die Biegebeanspruchung je nach Art der Haftsubstanz durch eine
vorher, während
oder nach dem Öffnungsverfahren durchgeführte Wärmebehandlung
unterstützt.
Sie könnte
auch durch eine Bestrahlung zum Beispiel des UV-Typs unterstützt werden.
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In
dem vierten praktischen Fall schwächt man eine der beiden Platten
der zukünftigen
Stapelstruktur durch Implantation einer oder mehrerer Substanzen,
zum Beispiel gasförmigen
Substanzen wie Wasserstoff oder Helium.
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Die 5A zeigt
eine Silicumplatte 14 mit einer geschwächten Schicht 15,
realisiert durch Wasserstoffimplantation. Die Implantation kann
zum Beispiel mit einer Dosis von 6·106 Atomen/cm2 und einer Energie von 70 keV erfolgen.
Die geschwächte Schicht 15 grenzt
in Bezug auf die Implantationsfläche 18 bzw.
an ihrer Implantationsgrenzfläche 18 eine
dünne Schicht 16 ab.
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Die 5B stellt
eine Stapelstruktur dar, realisiert durch Molekularhaftung der Platte 14 auf
einer Platte 17, zum Beispiel aus Glas. Die Klebung ist
so realisiert worden, dass die dünne
Schicht 16 Kontakt hat mit der Platte 17.
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Anschließend unterzieht
man die Stapelstruktur einer Wärmebehandlung
zum Beispiel bei 300 °C
während
einer Stunde, um in der Platte 14 eine kontrollierte Schwächung in
Höhe der
geschwächten
Schicht 15 zu erzeugen.
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Anschließend erzeugt
man in der Struktur 18 eine Biegung, entweder auf der Rückseite
der Platte 14 (das heißt
der zu der Implantationsseite entgegengesetzten Seite), oder auf
der Seite der Platte 17. Dies ist in der 5C dargestellt.
Die Biegung wird fortgesetzt bis zur Trennung der Struktur in Höhe der geschwächten Schicht 15,
so dass man zwei unterschiedliche Teile erhält.
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Die
beiden Platten 14 und 17 werden dann voneinander
getrennt, wobei die von der Platte 14 stammende dünne Schicht 16 jetzt
auf der Platte 17 fixiert ist, die ihr als Träger dient.
Die 5D zeigt die Platte 17 mit der dünnen Schicht 16 direkt
nach der Trennung von der Platte 14.
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Die
Biegekraft kann durch eine transversale Kraft unterstützt werden,
angewendet in Höhe
der geschwächten
Schicht, zum Beispiel um die Trennung auszulösen. Vorteilhafterweise führt man
Biegung/Nichtbiegungszyklen durch, was zu einer Ermüdung der
Klebungszone in der zu trennenden Struktur führt. Die Biegebeanspruchung
kann auch durch eine vorher, während
oder nach dem Öffnungsverfahren
durchgeführte
Wärmebehandlung
unterstützt
werden.
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Nach
einer Realisierungsvariante des vierten praktischen Falls kann die
kontrollierte Schwächung in
der Platte 14 durch eine Wärmebehandlung (300 °C während einer
Stunde) vor dem Kleben dieser Platte auf die Platte 17 erzeugt
werden. Eventuell kann diese kontrollierte Schwächung auch als begleitende
Maßnahme
zur Wärmebehandlung,
partiell oder total, wie dem Fachmann bekannt, durch Anwendung einer
mechanischen Kraft, etwa einer Zugkraft, Biegekraft usw., erzeugt
werden. Diese Anwendung kann mehrmals wiederholt werden.
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In
dem fünften
praktischen Fall wird die Klebung einer zweiten Platte auf eine
erste Platte durch eine Epitaxie ersetzt, realisiert auf einer Anfangsplatte.
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Die 6A stellt
eine Ionenimplantation auf einer Seite einer Siliciumplatte 20 dar.
Die Implantation, mit 21 bezeichnet, erfolgt zum Beispiel
mit Wasserstoffionen mit einer Dosis von 6·106 Atomen/cm2 und einer Energie von 70 keV. Sie erzeugt
in der Platte 20 eine geschwächte Schicht 22. Eine
Wärmebehandlung
bei 300 °C
während
einer Stunde bewirkt eine kontrollierte Schwächung in der Platte auf Höhe der geschwächten Schicht.
Derart wird zwischen der implantierten Schicht und der geschwächten Schicht 22 eine
dünne Schicht 23 abgegrenzt.
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Auf
der implantierten Seite der Platte 20 wird dann eine Epitaxie
durchgeführt,
zum Beispiel eine Siliciumepitaxie von mehreren μm Dicke. Man erzeugt also eine
Expitaxieschicht 24 auf dünnen Schicht 23, wobei
beide zusammen eine dicke Schicht 25 bilden (s. 6B).
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Die
dicke Schicht 25 und der Rest 26 der Platte 20 bilden
eine Stapelstruktur, wobei die geschwächte Schicht 22 die
Rolle der Grenzschicht spielt.
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In
einem in der 6C dargestellten Schritt wird
die Struktur so durchgebogen, dass sie sich in der geschwächten Schicht 22 in
zwei Teile teilt. Die Trennung kann durch eine transversale Kraft
unterstützt
werden, angewendet auf Höhe
der geschwächten
Schicht, wie dargestellt durch den Pfeil auf der rechten Seite der 6C.
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In
dem sechsten praktischen Fall wird die Struktur durch Molekularhaftung
gestapelt, realisiert zum Beispiel im sogenannten hydrophilen Modus (mode
hydrophil) unter Nutzung von absichtlich rau gemachten Oberflächen. Sie
wird gebildet durch eine Platte aus oxidiertem Silicium mit einem
Durchmesser von 200 mm, die auf eine Platte aus oxidiertem Silicium
mit einem Durchmesser von 200 mm geklebt ist.
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Die
Oxidfilme werden vor der Klebung mittels 49-prozentige HF- bzw.
Flusssäure
angeätzt,
um zum Beispiel eine Rauheit von 0,6 nm (RMS-Wert) zu erzeugen.
Die Klebungsenergie der hergestellten Stapelstruktur ist eng verknüpft mit
dieser Rauheit. Sie umso niedriger, je höher die Rauheit ist.
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Die
Trennung wird ausgelöst,
indem man die Stapelstruktur einer Biegebeanspruchung aussetzt, wobei
man die Kreissymmetrie der geklebten Struktur berücksichtigt.
Die Trennung, lokalisiert auf die Klebungsgrenzfläche, breitet
sich über
die gesamte Fläche
der zu trennenden Struktur aus. Insbesondere kann diese Biegebeanspruchung
durch eine transversale Kraft unterstützt werden, ausgeübt auf Höhe der Klebungsgrenzfläche.
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Zur
Anwendung der Biegebeanspruchung benutzt man zum Beispiel eine konkave
Vorform, die der gewünschten
Durchbiegung der Struktur entspricht, und man fixiert die Struktur
auf dieser Vorform, zum Beispiel durch Ansaugung oder durch seitliche
Befestigungen.
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Vorteilhafterweise
führt man
Biegung/Nichtbiegungszyklen durch, was eine Schwächung der zu trennenden Klebungszone
bewirkt.
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Bei
einer Alternative zum vorhergehenden Beispiel kann man, anstatt
die Rauheit der durch chemischen Anätzen erhaltenen Oberflächen zu
steuern, den hydrophilen Charakter der Oberflächen vor der Klebung steuern.
Die Klebungsenergie der Stapelstruktur ist auch mit dieser Hydrophilie
verknüpft. Die
Trennung wird ausgelöst,
indem man auf die Stapelstruktur eine Biegekraft ausübt. Insbesondere kann
diese Biegekraft durch eine Transversalkraft unterstützt werden,
angewendet auf Höhe
der Klebungsgrenzfläche.
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In
dem siebten praktischen Fall wird die Stapelstruktur durch Platten
mit unterschiedlichen Durchmessem gebildet. So zeigt die 7A eine Platte
großen
Durchmessers 31, die auf eine Platte kleinen Durchmessers 32 geklebt
ist. Die Klebung ist zum Beispiel des Typs Molekularhaftung.
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Die
größere der
beiden Platten verleiht der während
der Anwendung der Biegung aufzulösenden Struktur
Halt. Die 7B und 7C zeigen
zwei Biegungsanwendungsvarianten bei dieser Struktur.
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Die 7C zeigt
die Anordnung der Stapelstruktur auf einer Unterdruckvorrichtung 34.
Die große
Platte 31 verschließt
den Hohlraum der Unterdruckvorrichtung 34, während die
kleine Platte 32 sich auf der Innenseite der Vorrichtung
befindet. In der Vorrichtung 34 wird ein Unterdruck (oder
ein Vakuum) erzeugt, so dass die Struktur sich in Richtung Inneres
der Vorrichtung 34 durchbiegt, was zu Trennung der Platten
führt.
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Bei
allen oben beschriebenen Beispielen kann man auch noch anders vorgehen.
Zum Beispiel kann die Stapelstruktur so hergestellt werden, dass sie
schon zu Beginn durchgebogen ist. Diese Anfangsverformung kann man
beim Zusammenkleben der Platten und/oder in zusätzlichen Schritten realisieren,
zum Beispiel während
Schritten von Verfahren zur Herstellung von mikroelektronischen
Bauteilen. Das erfindungsgemäße Verfahren
kann dann darin bestehen, die Struktur platt zu machen oder sie
einer anderen kontrollierten Biegung zu unterziehen. Diese Verfahrensart
ist in den 8a bis 8C dargestellt.
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Die 8A zeigt
zwei Platten 41 und 42 im Verlauf eines Klebungsschritts,
zum Beispiel im Verlauf eines Molekularhaftungs-Klebeschritts. Das
Kleben erfolgt dann, indem die Platten 41 und 42 zwischen
zwei komplementären
Vorformen 43 und 44 zusammengepresst werden, was
dann zu einer gebogenen Stapelstruktur führt.
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Diese
Struktur kann man dann auflösen,
indem man entweder die Durchbiegung der Stapelstruktur vergrößert (s. 8B)
oder verkleinert (s. 8C), bis zu ihrer Trennung.
Die Trennung kann auch erreicht werden, indem man die Struktur Biegungszunahme-/Biegungsabnahme-Zyklen
unterzieht.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
kann angewendet werden, indem man zum Biegen der zu trennenden oder
zu brechenden Struktur eine Membran benutzt. Es kann auch angewendet
werden, indem man eine flache Form mit Ansaugung benutzt.