專利名稱：受控切分處理的制作方法
對相關(guān)申請的交叉參考此發(fā)明由暫定申請“受控切分處理”(May 12，1997，申請?zhí)朜o，60/046276)、由申請“受控切分處理”(Feb 19，1998，申請?zhí)朜o.09/026115)、和由申請“受控切分處理”(Feb 19，1998，申請?zhí)?9/026027要求優(yōu)先權(quán)，這些申請的揭示內(nèi)容在此被整體全面相結(jié)合應(yīng)用。
背景技術(shù)：
本發(fā)明是關(guān)于基片的制造。較具體說，本發(fā)明提供的技術(shù)包括為在用于半導(dǎo)體集成電路的硅—絕緣體基片的制造中采用例如壓縮流體切分基片的方法和裝置。但將會認識到本發(fā)明具有更廣范圍的適用性，它還可被應(yīng)用于供其他各種裝置用的基片多層集成電路裝置，集成半導(dǎo)體裝置的三維封裝，光電子裝置，壓電電子裝置，微電子力學(xué)系統(tǒng)(“MEMS”)，傳感器，致動器，太陽能電池，平板顯示器(如LCD，AMLCD)，生物和生物醫(yī)學(xué)裝置，等等。
技術(shù)工人或更恰當(dāng)?shù)卣f有技巧的人們很多年來一直在利用不太有用的材料制造有用的物品、工具或裝置。在某些情況中，許多物中依靠較小的元件或標準來裝配。另一方面，不太有用的物件也可被分離成為較小單元來改善其實用性。這些要被分離物品的普通示例包括襯基結(jié)構(gòu)如玻璃板，金剛石，半導(dǎo)體襯基，等。
這些襯基結(jié)構(gòu)常行利用各種技術(shù)來進行切分或者分離。某些情況中，襯基可采用鋸割操作來進行切分。鋸割操作一般依賴于旋轉(zhuǎn)的刀片或工具，它們割穿襯基材料來將襯基材料分開成二塊。但這種技術(shù)常常極其“粗糙”，一般不能用于在制造精細工具和組件的襯基中提供精確的分割。另外，鋸割操作經(jīng)常難以分離或者切割極硬的和/或易碎的材料例如金剛石或玻璃。
與之相應(yīng)地開發(fā)了利用切分措施來分離這些硬性和/或易碎材料的技術(shù)。例如，在金剛石切割中，將很強的定向熱/機械脈沖優(yōu)先地導(dǎo)引成為沿著金剛石材料一結(jié)晶面。這一熱/機械脈沖通常造成切分波陣面沿著主結(jié)晶面?zhèn)鞑ィ藭r當(dāng)來自此熱/機械脈沖能級超過沿所選擇晶面的斷口能級或者發(fā)生切分。
在玻璃切割中，常常是在一般恰當(dāng)?shù)貫榉蔷з|(zhì)的玻璃材料上一優(yōu)選的方向上加刻以應(yīng)用工具的劃線。此劃線造成包圍非晶質(zhì)玻璃材料的較高應(yīng)力區(qū)。在劃線的兩側(cè)加以機械力，這增加沿此劃線的應(yīng)力直到多半沿此劃線的玻璃材料斷裂。這種斷裂完成玻璃的切分過程，它可被用于包括家用在內(nèi)的各種應(yīng)用中。
雖然在應(yīng)用到切割金剛石或家用玻璃中上述技術(shù)多半是能滿意的，但它們在很小的復(fù)雜結(jié)構(gòu)或精細的工件的制造中則具有嚴重的局限性。例如說，以上技術(shù)經(jīng)?！昂艽植凇辈荒芤愿呔葢?yīng)用于小巧精密的機床、電子裝置的制造中。另外，以上技術(shù)可用于由另一個分離一大平面玻璃，但經(jīng)常對由較大的襯基分離、或剝下薄膜則無效。而且，上述技術(shù)可能常常造成不只一個的沿稍許不同平面接口的切分波陣面，這對于精確切割應(yīng)用是極不希望的。
由上述看到，希望一種成本上合算的并有效的由襯基分離薄膜材料的技術(shù)。
發(fā)明概述按照本發(fā)明提供一種采用利用壓縮流體或者流體噴射的受控切分操作來由襯基去除薄膜襯料的改善技術(shù)。這一技術(shù)使得能通過利用受控能(例如空間分布)和選擇的條件啟動應(yīng)用單一的或多個切分區(qū)時襯基的切分處理以便能激發(fā)切分波陣面并使它能通過襯基傳播來由襯基去除薄膜材料。
在一特定實施例中，本發(fā)明提出利用以壓縮流體作受控切分處理由原料襯基形成薄膜材料的處理。此處理包括導(dǎo)引高能粒子(例如，具有足夠動能的帶電或中性分子，原子，或電子)通過原料襯基的表面到表面之下一選擇深度，這里粒子為相當(dāng)高的濃度來確定此選擇深度以上原料襯基材料(例如可分開材料的薄膜)的厚度。為切分原料襯基材料，此方法提供能量到原料襯基一選擇區(qū)域，在原料襯基中啟動受控切分操作，由是將此切分操作作成為利用傳播分波陣面來由原料襯基的其余部分釋放原料材料。
大多數(shù)實施例中，切分的啟動是依靠以足夠能量使材料經(jīng)受一個區(qū)域中的材料的斷裂，造成切分波陣面，而不致發(fā)生不受控制的破碎或爆裂。此切分波陣面形成能(Ec)常常必須使之低于各區(qū)域的大塊材料斷裂能(Emat)以避免粉碎或爆裂材料。金剛石切割中的定向能脈沖向量或玻璃切割中的劃線是例如其中切分能量被降低來使得能受控產(chǎn)生并傳播切分波陣面的裝置。切分波陣面自身為一較高應(yīng)力區(qū)，進而一旦被產(chǎn)生，其傳播需要較低能量來進一步由斷裂的這一啟動區(qū)切分材料。傳播切分波陣面所需的能量被稱為切分波陣面?zhèn)鞑ツ?Ep)。此關(guān)系可表示為Ec＝Ep+[切分波陣面應(yīng)力能]受控切分處理的實現(xiàn)是依靠沿一較其他所有方向有利的方向降低Ep和將可用能量限制為低于其他非所希望方向的Ep。在任何切分處理中，當(dāng)僅通過一擴展切分波陣面發(fā)生切分處理時較好的切分表面完成，雖然多切分波陣面也同樣作用。
利用本發(fā)明可實現(xiàn)超過先前存在技術(shù)的眾多的優(yōu)點。特別是，本發(fā)明利用受控能量和選擇的條件，優(yōu)選地由包括多材料夾層膜的原料襯基切分薄膜材料。這一切分處理由襯基有選擇地去除薄膜材料同時防止損傷薄膜或襯基其余部分的可能。相應(yīng)地，其余的襯基部分可重復(fù)地再用于其他的應(yīng)用。
另外，本發(fā)明在薄膜受控切分處理期間采用相對低的溫度來降低被分離膜、原料基片、或按照其他實施例的多材料膜的溫度偏差。在大多數(shù)情況中，受控切分處理如其他的那樣可發(fā)生在例如室溫下。這種較低溫度舉措付予了較大的材料和處理寬容度例如切分和粘結(jié)具有顯著不同的熱膨脹系數(shù)的材料。在另一些實施例中，本發(fā)明限制基片中的能量或應(yīng)力到低于切分起始能量，它總的消除產(chǎn)生隨機切分起始位置或者波陣面的可能。這降低早先存在技術(shù)中所造成的切分損傷(如縮孔，晶體缺陷，斷裂，裂縫，分段，空隙，過度粗糙)。而且，本發(fā)明還降低由高于所需應(yīng)力或壓力作用所造成的損害和與先前技術(shù)相比由高能粒子所造成的結(jié)晶區(qū)。
本發(fā)明在已知處理工藝技術(shù)的意義上實現(xiàn)這些和其它利益。但對本發(fā)明的特性和優(yōu)點可由參照后面的說明部分和所列附圖實現(xiàn)進一步的理解。
所列附圖為

圖1～11為說明按照本發(fā)明的實施例的受控切分技術(shù)的簡化圖；和圖12～18為說明按照本發(fā)明的構(gòu)成硅—絕緣體基片的方法的簡化斷面視圖。
特定實施例描述本發(fā)明提供用于由基片去除薄膜材料而同時防止可能對此薄膜材料和/或基片其余部分的損傷的技術(shù)。此薄膜材料被附著到或者能被附著到目標基片上來構(gòu)成例如硅—絕緣體晶片。本發(fā)明將能由參照附圖和以下說明得到更好理解。
1.受控切分技術(shù)圖1為按照本發(fā)明的基片10的斷面視圖。此圖僅作為圖示說明而不限制權(quán)利要求的范圍。示作為示例，基片10為一包含要加以去除(分離)的材料區(qū)12的硅晶片，它是由基片材料得到的相當(dāng)均勻的薄膜。硅晶片10包括有上表面14，下表面16和厚度18?；?0還具有第一邊(邊1)和第二邊(邊2)(在下面附圖中也將被引用)。材料區(qū)12還包括在硅晶片的厚度18內(nèi)的厚度20。本發(fā)明提供利用以下的步驟序列去除材料區(qū)12的新穎技術(shù)。
被選擇的高能粒子22通過硅晶片的上表面14注入到確定被稱為薄膜材料的材料區(qū)12的厚度20的選擇深度。各種不同技術(shù)可被用來注入高能粒子進硅晶片。這些技術(shù)包括利用例如Applied MaterialsEaton Corporation，Varian公司射束線離子注入設(shè)備的離子注入等。另一方面還采用等離子體浸沒離子注入(“P111”)技術(shù)進行注入。PaulK.Chu，Chung Chan，和Nathan W.Cheung“等離子體浸沒離子注入的當(dāng)前應(yīng)用”(Semiconductor International，PP.165～172，June，1996)和P.K.Chu，S.Qin，C.Chan，N.W.Chung，和L.A.Larson“等離子體浸沒離子注入一半導(dǎo)體處理的欠成熟技術(shù)”(MATERIAL SCIENCE ANDENGINEERING REPORTS，A Review Journal，PP.207～280，VolumeR17，Nos.6-7，Nov.30，1996)中描述等離子體注入技術(shù)示例，二者在此結(jié)合作全面參考。而且，注入還可利用離子簇射產(chǎn)生。當(dāng)然，所采用的技術(shù)依賴于應(yīng)用。
按照應(yīng)用，一般選擇較小質(zhì)量粒子來減少對材料區(qū)12損害的可能性。即就是，較小質(zhì)量粒子易于通過基片材料行進到所選擇深度而不致?lián)p傷粒子行進通過的材料區(qū)。例如，此較小質(zhì)量粒子(或高能粒子)幾乎可以是任何帶電荷的(例如正或負電)和/或中性原子或分子，或電子等。在一特定實施例中，粒子可以是包括象氫及其同位素離子之類的離子、象氦以及同位素之類的稀有氣體離子、和氖在內(nèi)的中性和/或等電荷粒子。粒子也可以是由例如氣體象氫氣、水蒸汽、甲烷和氫化合物之類的化合物得到的粒子，和其他輕原子質(zhì)量粒子。另一方面，粒子也可以是上述粒子、和/或離子和/或分子類和/或原子類的任何組合。粒子一般具有足夠的動能來通過表面滲透到表面之下被選擇深度。
作為示例利用氫作為進入硅晶片的注入類，應(yīng)用一組特定條件進行注入處理。注入量在由約1015至約1018原子/cm2的范圍內(nèi)，而最好此用量大于約1016原子/cm2。注入能量在由約1kev至約1Mev的范圍內(nèi)，而一般為50kev。注入溫度在由約-200至約600℃的范圍內(nèi)，最好低于400℃以防止大量氫離子散失出注入的硅晶片和注入故障及應(yīng)力的可能性。氫離子能以約+/-0.03至+/-0.05微米精度被選擇地導(dǎo)引進硅晶片到達選擇深度。當(dāng)然所用的離子型式和處理條件取決于應(yīng)用。
實際上，注入粒子在所選深度沿著一平行于基片上表面的平面增加應(yīng)力或降低斷裂能量。此能量部分地取決于注入種類和條件。這些粒子降低所選深度基片的斷裂能級。這就為在選擇深度沿注入面的受控切分準備了條件。注入發(fā)生在所有內(nèi)部地點的基片的能態(tài)不足以在基片材料內(nèi)激發(fā)不可逆的斷裂(即分離或切分)。但應(yīng)指出，注入通常的確會在基片中造成一定量的可被隨后的熱處理例如加溫?zé)嵩椿蚩焖偌訙責(zé)嵩葱迯?fù)的缺陷(如微缺陷)。
圖2為按照本發(fā)明的沿注入基片10斷面的簡化能量圖200。此圖僅作為圖解說明而不對這里的權(quán)利要求范圍加以限制。此簡化圖具有表述促成基片中的切分的能級(E)(或附加能)的垂直軸201。水平軸203表述由晶片底面至晶片頂面的深度或者距離。在注入粒子進晶片后，基片具有被表示為E205的平均切分能，它是沿此晶片深度各不同斷面區(qū)切分晶片所需的能的量。切分能(Ec)等于非注入?yún)^(qū)中的大塊材料斷裂能(Emat)。在被選擇深度20，能量(Ecz)207較低，因為注入的粒子主要是斷開或削弱晶體結(jié)構(gòu)中的鍵(即由粒子的存在造成應(yīng)力增加也使得基片的能量(Ecz)207下降)以降低在所選深度切分基片所需的能量。本發(fā)明利用所選深度的較低能量(即增加的應(yīng)力)以受控方式切分薄膜。
但基片在注入處理之后一般能避免跨越可能的切分波陣面或選擇深度Z。的缺陷或“薄弱”區(qū)。在這些情況中，切分一般無法加以控制，因為它們經(jīng)受到象大塊材料非均勻性，固有的應(yīng)力，缺陷的隨機變異的影響。圖3為跨越針對具有這些缺陷的注入基片10的切分波陣面的簡化能量圖300。此圖300僅作為圖解說明而不對這里的權(quán)利要求范圍加以限定。此圖具有表示附加能(E)的垂直軸301和表示由基片邊1至邊2的距離的水平軸303，就是，水平軸表述沿基片切分波陣面的區(qū)域。如圖所示，切分波陣面具有二個分別被表示為區(qū)1和區(qū)2的區(qū)域305和307，它們具有低于平均切分能(ECZ)207的切分能(可能是因較高的缺陷濃度等所致)。相應(yīng)地，極大地可能切分處理即在上述區(qū)域之一或雙方同時開始，因為各區(qū)域均具有較周圍區(qū)域要低的切分能。
下面參照圖4說上圖所表明的基片的切分處理示例。圖4為通過注入基片傳播的多切波陣面401、403的簡化項視圖400。切分波陣面在特別是包括區(qū)1和2在內(nèi)的切分平面的“較薄弱”區(qū)起源。這些切分波陣面如由箭頭所示隨機地產(chǎn)生和傳播。采用多切分波陣面之間的隨機傳播的制約是具有不同切分波陣面沿稍許不同平面的連接的可能，或形成爆裂的可能性，以下將對此作較詳細說明。
圖5為在例如區(qū)1 305和2 307由具多切分波陣面的晶片切分得的膜的斷面視圖500。此圖僅用作圖解說明而不對這里的權(quán)利要求范圍構(gòu)成限制。如所示，在沿稍許不同平面被確定的區(qū)域3 309與來自區(qū)域2的切分連接的由區(qū)域1的切分可能啟動沿此膜的二次切分即爆裂311。取決于差異313的大小，此膜可能不具有適于制造集成電路或其他應(yīng)用中所用的基片的足夠的品質(zhì)。具有爆裂311的基片一般不能用作處理。相應(yīng)地，一般不希望采用隨機狀態(tài)的多波陣面切分晶片?？赡芤噪S機狀態(tài)形成多切分波陣面的技術(shù)示例在被指定給Commissariat A 1’Energie Atomque(France)的申請人為MichelBruel(“Bruel”)的US專利No.5374564中有介紹。Bruel概括說明以采用熱激發(fā)擴散的全局熱處理(亦即熱處理注入的整個平面)來切分注入晶片的技術(shù)。基片的全局熱處理通常造成獨立地傳播的多切分波陣面的啟動。總的說，Bruel揭示借助由全局熱源啟動和維持的切分操作進行的“非可控”切分操作，這可能產(chǎn)生不希望的結(jié)果。這些不希望的結(jié)果涉及一些潛在問題，例如切分波陣面的不完整連接，由于為維持切分的能級超過所需的量而使得被切分材料的表面上過度粗糙的表面光潔度，以及其他種種。本發(fā)明依靠在注入基片上能量的受控分配或選擇布置來克服隨機切分波陣面的形成。
圖6為按照本發(fā)明采用選擇布置切分能量的注入基片的簡化斷面圖。此圖僅作為圖解說明而不對這里的權(quán)利要求的范圍作任何限制。注入晶片經(jīng)受選擇性能量布置或定位或瞄準的步驟，產(chǎn)生在選擇深度603對材料區(qū)12的受控切分操作。在優(yōu)選實施例中，被選擇的能量布置發(fā)生在基片10的選擇深度403的邊緣或拐角區(qū)附近。利用能源來供給脈沖。能源示例包括有化學(xué)能源，機械能源，電源，和散熱裝置或者熱源?；瘜W(xué)能源可有多種不同的如粒子，流體，氣體，或液體。這些化學(xué)能源還可以是為在材料區(qū)增加應(yīng)力的化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)能源被作為時間上改變、空間上改變、或連續(xù)的溢流而引入。在其他的實施例中，由旋轉(zhuǎn)的、移動的、壓縮的、擴張的、或超聲波的能量來獲得機械能源。機械能源可被作為時間上改變、空間上改變、或連續(xù)的溢流而引入。在另一些實施例中，由所加的電壓或加的電磁場選擇電源，被作為時間上改變、空間上改變的溢流引入。在還有一些實施例中，由輻射、對流、或傳導(dǎo)選擇熱能源或者散熱源。這種熱源可由各種的如光電子束，流體噴射，液體噴射，氣體噴射，電/磁場，電子束，熱—電加熱，加熱爐等中選擇。散熱源可由流體噴射，液體噴射，氣體噴射，低溫流體，超冷卻液體，熱—電冷卻裝置，電/磁場等中選擇。與前述實施例類似，熱源也是作為時間上改變、空間上改變、連續(xù)的溢流被引入。還有，上述實施例中的任一個均能按照應(yīng)用被加以組合或者分離。當(dāng)然，所用的能量的型式取決于應(yīng)用。
圖6為按照本發(fā)明采用選擇布置切分能量的注入基片的簡化斷面視圖。此圖僅作為圖解說明而不對這里的權(quán)利要求的范圍作任何限制。注入晶片經(jīng)受選擇性能量布置601或定位或瞄準的步驟，提供在選擇深度603的材料區(qū)12的受控切分操作。在優(yōu)選實施例中，選擇能布置607發(fā)生在基片10的選擇深度603的邊緣或拐角區(qū)鄰近。利用能源提供脈沖。各種能源的示例包括有化學(xué)能源，機械能源，電源和散熱源能源?；瘜W(xué)能源可包括各種各樣的如粒子、流體、氣體、或液體。這些化學(xué)能源還可能包括化學(xué)反應(yīng)以增加材料區(qū)中的應(yīng)力。化學(xué)能源作為時間上改變、空間上改變或連續(xù)的溢流地引入。在另外的實施例中，可由旋轉(zhuǎn)、移動、壓縮、擴展、或超聲波能量獲取機械能源。此機械能源被作為時間上改變、空間上改變、或連續(xù)的溢流引入。在再有一些實施例中，所加壓或所加電磁場選擇電源，被作為時間上改變、空間上改變或連續(xù)的溢流引入。在又一些實施例中，熱源或者散熱源由輻射、對流或傳導(dǎo)中選擇。這種熱源可由光電子束、流體噴射、液體噴射、氣體噴射、電/磁場、電子束、熱—加熱、加熱爐等選擇。散熱源可由流體噴射、液體噴射、氣體噴射、低溫流體、超冷卻液體、熱—電冷卻裝置、電/磁場等選擇。類似于前面的實施例，熱源被作為時間上改變、空氣上改變、或連續(xù)的溢流引入。再有，按照應(yīng)用可將任何上述實施例加以組合或分離。當(dāng)然所用能源也取決于應(yīng)用。
在一特定實施例中，按照本發(fā)明的實施例能源可以是被加壓的流體噴射(例如壓縮的)。圖6A表明按照本發(fā)明一實施例用于進行受控切分處理從流體噴嘴608噴射流體的簡化斷面視圖。流體噴射407(或液體噴射或氣體噴射)沖擊基片10的邊緣區(qū)以啟動受切分處理。由被壓縮或者加壓的流體源噴射的流體被導(dǎo)引至所選擇深度603的區(qū)域以便利用如機械、化學(xué)、熱務(wù)從基片10切分一厚度的材料區(qū)12。如所示，流體噴射將基片10分離成為在所選擇深度603相互隔開的區(qū)609和區(qū)611。此流體噴射也可被調(diào)整來啟動和維持受控切分處理來由基片10分離材料12。取決于應(yīng)用，流體噴射可在方向、地點和幅度上加以調(diào)節(jié)來達到所希望的受控切分處理。此流體噴射可以是液體噴射或氣體噴射或液體與氣體的組合。
在一優(yōu)選實施例中，此能源可以是壓縮源例如靜態(tài)被壓縮流體。圖6B表明按照本發(fā)明一實施例的壓縮流體源607的簡化斷面示圖。壓縮流體源607(例如壓縮液體，壓縮氣體)被加到圍繞基片10的四周或邊緣的密封腔室621。如所示，此腔室被裝置623封閉，它由例如O形環(huán)625等密封，并圍繞基片的外邊緣。此腔室具有被加到基片10的邊緣區(qū)的維持為PC的壓力以在注入材料的選擇深度啟動受控切分處理?；耐獗砻婊蛘哒姹槐３譃榭梢允黔h(huán)境壓力例如1大氣壓或較低的壓力PA。此腔室內(nèi)較高的壓力與環(huán)境壓力之間存在有壓力差。此壓差對所選深度603的注入?yún)^(qū)施加作用力。所選擇深度的注入?yún)^(qū)在結(jié)構(gòu)上比周圍區(qū)域包括任何連接區(qū)較弱。通過壓差施加作用力直至受控切分處理啟動。受控切分處理由基片材料611分離材料厚度609以便在所選深度由基片材料剝離材料厚度。另外，壓力PC以“杠桿作用”迫使材料區(qū)12由基片材料611分離。在切分處理期間，腔室中的壓力也可被調(diào)節(jié)來啟動和維持受控切分處理來由基片10分離材料12。取決于應(yīng)用，可在幅度上調(diào)整壓力來實現(xiàn)所希望的受控切分處理。此流體壓力可由液體或氣體或液體與氣體的組合得到。
在一特定實施例中，本發(fā)明提供一受控傳播的切分。此受控傳播切分采用多個連續(xù)脈沖來啟動和多半傳播切分處理700，如圖7所表明的。此圖僅作為圖解說明而不對這里的權(quán)利要求范圍作限制。如所示，在基片邊緣導(dǎo)引脈沖，向基片中心傳播切分波陣面來由基片去除材料層。在此實施例中，一能源連續(xù)地對基片施加多個脈沖(即脈沖1、2和3)。脈沖1701被導(dǎo)引到基片的邊緣703啟動切分操作。脈沖2705也被導(dǎo)引在脈沖1的一側(cè)邊緣707以擴展此切分波陣面。脈沖3709沿擴展切分波陣面被導(dǎo)引到相對邊緣711來進一步由基片分離材料層。這些脈沖的組合提供由基片作受控切分材料層的操作713。
圖8為由作受控傳播切分的前面實施例中的脈沖選擇的能量800的簡化圖解。此圖僅作為圖解說明而不對這里的權(quán)利要求范圍作限制。如圖示，脈沖1具有超過平均切分能(E)的能級，用于啟動切分操作所需能量。脈沖2和3利用沿切分波陣面的較低能級來維持或支持切分操作。在一特定實施例中，此脈沖為激光脈沖，這里撞擊射束通過脈沖加熱基片的被選擇區(qū)域和熱脈沖梯度導(dǎo)致協(xié)同超過生成單個切分波陣面的切分形成或傳播能量的補充應(yīng)力。在優(yōu)選實施例中，撞擊射束同時地加熱和導(dǎo)致熱脈沖梯度，它超過切分能量形成和傳播能量。更可取的是，撞擊射束同時冷卻和導(dǎo)致熱脈沖梯度，它超過切分能形成或傳播能量。
任選地，基片的固有能態(tài)或應(yīng)力可被全局地向著為啟動切分操作所需的能級提升，但不足以按照本發(fā)明的在對基片導(dǎo)引多個連續(xù)脈沖之前啟動切分操作?；娜帜軕B(tài)可利用各種能源例如化學(xué)、機械、熱(散熱源或熱源)或電氣的，單獨或相組合的升高或降低?；瘜W(xué)能源可有各種形式如粒子、流體、氣體、或液體。這些能源也可包括化學(xué)反應(yīng)來增加材料區(qū)中的應(yīng)力?；瘜W(xué)能源被作為在時間上改變、空間上改變或連續(xù)的溢流引用。其他實施例中，由旋轉(zhuǎn)的、移動的、壓縮的、擴張的或超聲能源得到機械能源。此機械能源可被作為在時間上改變、空間上改變或連續(xù)的溢流引入。在又一些實施例中，由所加的電壓或所加的電磁場選擇電能源，被作為在時間上改變、空間上改變、或連續(xù)的溢流引用。在再有的一些實施例中，由輻射、對流、或傳導(dǎo)選擇熱源或散熱源。這種熱源可由光電子束、流體噴射、液體噴射、氣體噴射、電磁場、電子束、熱—電加熱和加熱爐中選擇。散熱源可由流體噴射、液體噴射、氣體噴射、低溫流體、超冷卻液體、熱—電冷卻裝置、電磁場、等等中選擇。與前述實施類似，此熱源也作為時間上的改變、空間上改變、或連續(xù)的溢流使用。再有，任何上述實施均可被加以組合或者分離，由應(yīng)用情況而定。當(dāng)然，所采用能源的型式也取決于應(yīng)用。如指出的，全局能源增加材料區(qū)中能級或應(yīng)力而不致在提供能量啟動受控切分操作之前在材料區(qū)中啟動均分操作。
在特定實施例中，能源提升基片切分平面的能級超過其切分波陣面?zhèn)鞑ツ芰咳圆蛔阋砸鹎蟹植嚸娴淖詥?。具體說，熱能源或熱或無熱(如冷卻源)形式的散熱源可被全局地加到基片來增加基片的能態(tài)或應(yīng)力水平而不致啟動切分被陣面。另一方面，能源也可以是電、化學(xué)或機械的。定向能源向被選擇區(qū)域的基片材料提供能量應(yīng)用來啟動切分波陣面，通過基片的注入?yún)^(qū)自行傳播直至薄膜材料被分離?？刹捎酶鞣N不同技術(shù)來啟動切分操作。借助以下附圖來說明這些技術(shù)。
圖9為按照本發(fā)明的一個方面的應(yīng)用單個受控能源的受控切分操作的能態(tài)900的簡化圖解。此圖僅作圖示說明而不對這些的權(quán)利要求范圍作限制。在此實施例中，基片的能級或能態(tài)利用全局能源提升到高于切分傳播能態(tài)，但低于啟動切分波陣面所需的能態(tài)。為啟動切分波陣面，一能源例如激光以脈沖形式將射束指向基片的邊緣以啟動切分操作。另一方面，此能源也可以是一以脈沖形式將冷卻介質(zhì)指向基片邊緣來啟動切分操作的冷卻流體(如液體、氣體)。全局能源維持切分操作，這一般需要低于啟動能的能級。
圖10和11說明本發(fā)明的另一個方面。圖10為經(jīng)受旋轉(zhuǎn)力1001、1003的注入基片1000的簡化圖。此圖像作為圖解說明而不對這里的權(quán)利要求范圍作限制。如所示，基片包括有上表面1005，下表面1007，和被選擇深度的注入?yún)^(qū)1009。一能源利用光束或熱源將基片的全局能級增加到高于切分波陣面?zhèn)鞑ツ軕B(tài)的能級，但低于啟動切分波陣面所需的能態(tài)。此基片在上表面上承受順時鐘方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)力1001和在下表面上承受逆時鐘方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)力，這在注入?yún)^(qū)1009生成啟動切分波陣面的應(yīng)力。另一方面也可上表面承受逆時鐘方向旋轉(zhuǎn)力和下表面承受順時鐘方向的旋轉(zhuǎn)力。當(dāng)然，力的方向在此實施例中無關(guān)重要。
圖11為按照本發(fā)明的應(yīng)用旋轉(zhuǎn)力的受控切分操作的能態(tài)的簡化圖。此圖僅作為圖解說明而不對這里的權(quán)利要求范圍作限制。如前面指出的，基片的能級或能態(tài)利用全局能源(如熱、射束)被提升到切分波陣面?zhèn)鞑ツ軕B(tài)之上，但低于啟動切分波陣面所需的能態(tài)。為啟動切分陣波面，機械能措施例如加到注入?yún)^(qū)的旋轉(zhuǎn)力啟動切分波陣面。具體說，加到基片注入?yún)^(qū)的旋轉(zhuǎn)力在基片中央產(chǎn)生零應(yīng)力而在四周產(chǎn)生最大應(yīng)力，基本上與半徑成比例。此例中，中央啟動脈沖造成徑向擴張的切分波陣面切分基片。
被分開的材料區(qū)提供作處理用的硅材料薄膜。硅材料具有有限的表面粗糙度和用于硅—絕緣體基片所希望的平面特征。在某些實施例中，所分離的薄膜的表面精糙度小于約60nm，或小于約40nm，或小于約20nm的特性。相應(yīng)地，本發(fā)明提供可比現(xiàn)有技術(shù)更平滑更均勻的硅膜。
在一優(yōu)選實施例中，本發(fā)明在低于現(xiàn)有技術(shù)中所采用的溫度下實踐。具體說，本發(fā)明無需如現(xiàn)有技術(shù)那樣增加整個基片溫度來啟動和維持切分操作。在某些對硅晶片和氫注入的實施例中，切分處理中基片溫度不超過400℃左右。另一方面，基片溫度也可在切分處理中不超過350℃左右?；蛘咭部蓪⒒瑴囟韧ㄟ^散熱源例如冷卻流體，低溫流體來基本上保持低于注入溫度。相應(yīng)地，本發(fā)明降低了因由隨機的切分波陣面過量釋放能量而造成的不必要的損傷的可能性，這一般改善了所附著表面和/或基片的表面質(zhì)量。相應(yīng)地，本發(fā)明以較高的總產(chǎn)量和質(zhì)量提供在基片上形成薄膜。
上面的實施例是針對由基片切分材料薄膜加以說明的。但是基片可能在受控切分處理之前被配置在一工件例如加強板上。此工件連接到基片的上表面或者注入表面以便在受控切分處理期間提供對薄膜的結(jié)構(gòu)支撐。此工件可采用各種結(jié)合或連接技術(shù)例如靜電的、粘著的、原子間的相互作用來連接到基片。這里說明某些這種結(jié)合技術(shù)。此工件可由介質(zhì)材料如石英、玻璃、藍寶石、氮化硅，二氧化硅)、導(dǎo)電材料(硅，碳化硅，多晶硅，族III/V材料，金屬)和塑料(如聚酰亞基胺材料)制成。當(dāng)然，所用工件類型將取決于應(yīng)用。
另一方面，具有要被分離的膜的基片也可在受控切分處理之前被暫時配置在轉(zhuǎn)送基片如加強板之類上。此轉(zhuǎn)送基片連接到具有薄膜的基片的上表面或者注入表面以便在受控切分處理期間對薄膜材料提供結(jié)構(gòu)支撐。此轉(zhuǎn)送基片可利用各種不同結(jié)合或者連接技術(shù)例如靜電、粘接、原子間的相互作用來暫時連接到具有薄膜的基片。這里說明某些這種結(jié)合技術(shù)。轉(zhuǎn)送基片可由介質(zhì)材料(如石英、玻璃、藍寶石、氮化硅、二氧化硅)、導(dǎo)體材料(硅、碳化硅、多晶硅、族III/V材料、金屬)和塑料(如聚酰亞胺基材料)制成。當(dāng)然，所用的轉(zhuǎn)送基片的類型將取決于應(yīng)用。另外，轉(zhuǎn)送基片可在受控切分處理之后被用來由經(jīng)切分的基片去除薄膜材料。
2.硅-絕緣體處理按照本發(fā)明的制造硅—絕緣體基片的處理可被粗略地概括如下(1)提供原料硅晶片(可被涂覆以介質(zhì)材料)；(2)導(dǎo)入粒子進硅晶片到確定硅膜厚度的選擇深度；(3)提供目標基片材料(可被涂覆以介質(zhì)材料)；(4)通過將注入表面連接到目標基片材料來使原料硅晶片結(jié)合到目標基片材料；(5)增加選擇深度注入?yún)^(qū)的全局應(yīng)力(即能量)而不啟動切分操作(任選的)；(6)利用流體噴射提供應(yīng)力(即能量)到結(jié)合的基片的選擇區(qū)以便在選擇深度啟動受控切分操作；(7)提供輔助能到結(jié)合的基片來支持受控切分操作以便由硅晶片釋放硅膜厚度(任選的)；(8)完成原料硅晶片對目標基片的結(jié)合；和(9)拋光硅膜厚度的表面。
以上步驟序列提供按照本發(fā)明的利用被加到多層基片結(jié)構(gòu)的選擇區(qū)域的能量來形成切分波陣面以啟動受控切分操作的步驟。這一啟動步驟以限制被加到基片的能量按受控方式開始切分處理。隨后的切分操作的傳播可由提供輔助能量到基片的選擇區(qū)域支持切分操作來進行，或者利用來自啟動步驟的能量來提供切分操作的進一步傳播。這一步驟序列僅作為示例而不對這里所確定的權(quán)利要求范圍加以限制。有關(guān)上述步驟序列的進一步細節(jié)在下面參照附圖加以描述。
圖12-18為按照本發(fā)明經(jīng)受硅—絕緣體晶片的制造處理的基片的簡化斷面視圖。此處理以提供類似于硅晶片2100的半導(dǎo)體基片開始，如圖12所示。基片或原料包括有要被分離的材料區(qū)2101，用于由基片材料得到的相當(dāng)均勻的薄膜。硅晶片包括上表面2103，下表面2105，和厚度2107。材料區(qū)還包括硅晶片厚度2107內(nèi)的厚度(Z0)。任選地，介質(zhì)層2102(如氮化硅，氧化硅，氮氧化硅)覆蓋基片的上表面。本處理提供為制造硅—絕緣體晶片利用以下步驟序列分離材料區(qū)2101的新穎技術(shù)。
所選擇高能粒子2109通過硅晶片上表面注入到確定被稱為材料薄膜的材料區(qū)的厚度的選擇深度。如所示，粒子在所選擇深度(Z0)具有所希望的濃度2111。各種技術(shù)可被用來注入高能粒子進入硅晶片。這些技術(shù)包括利用例如象Applied Materials，Eaton Corporation，Varian公司制造的射束線離子注入設(shè)備的離子注入等。另一方面，注入也可利用等離子體浸沒注入(“PIII”)技術(shù)。另外，注入也可利用離子族射進行。當(dāng)然，所用技術(shù)取決于應(yīng)用情況。
依據(jù)應(yīng)用，一般選擇較小質(zhì)量粒子來減少對材料區(qū)損害的可能性。就是說，較小的質(zhì)量粒子易于行進通過基片材料到達所選深度而基本上不會損傷粒子所行進通過的材料區(qū)。例如，此較小的質(zhì)量粒子(即高能粒子)幾乎可以是任何的帶電荷(例如正或負)和/或中性原子或分子或電子等。在特定實施例中，粒子可以是包括氫及同位素的離子、稀有氣體離子如氦及同位素、和氖在內(nèi)的中性的和/或帶電荷粒子。粒子也可以是可由復(fù)合物如氣體，象氫氣，水蒸汽，甲烷，和其他氫化合物得到的粒子，以及其他光原子質(zhì)量粒子。另一方面，粒子也可以是上述粒子、和/或離子和/或分子形式和/或原子形式的任意組合。
處理采用將注入的硅晶片連接到一工件或目標晶片的步驟，如圖13中所示。此工件也可以是各種其他型式的基片例如由介質(zhì)材料(如石英、玻璃、氮化硅、二氧化硅)、導(dǎo)體材料(硅、多晶硅、族III/V材料、金屬)和塑料(如聚酰亞胺基材料)制成的那些。但在本示例中此工件為硅晶片。
在特定實施例中，硅晶片利用低溫?zé)崽幚聿襟E連接或融合到一起。此低溫?zé)峥靥幚硗ǔ１ＷC注入的粒子不會在材料區(qū)加以過度的、可能產(chǎn)生非受控的切分操作的應(yīng)力。一方面，由自結(jié)合處理進行低溫結(jié)合處理。具體說，一個晶片被剝離以便去除氧化(即一個晶片是未被氧化的)。清洗液處理晶體表面來在晶片表面上形成O-H鍵。用來清洗晶片的溶液示例為混合物H2O2-H2SO4。干燥器干燥晶片表面以便由晶片表面去除任何殘留液體或粒子。通過將經(jīng)清洗晶片與一被氧化晶片面對面放置來進行自結(jié)合。
另一方面，自結(jié)合處理也可通過激活要被等離子體清洗結(jié)合的晶片表面之一來進行自結(jié)合處理。具體說，等離子體清洗利用由氣體例如氬、氨、氖、水蒸汽、和氧得到的等離子體激活晶片表面。被激活的晶片表面2203被與另一其上具有氧化層覆蓋2205的晶片表面放置。這些晶片為具有曝露的晶片面的夾層結(jié)構(gòu)。被選擇的壓力被加到各晶片的曝露面上來將一晶片自行結(jié)合到另一個。
另一方面，采用配置在晶片表面上的膠合劑來將一晶片結(jié)合到另一個之上。此膠合劑包括環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺型材料等?？梢圆捎迷诓Ａ闲D(zhuǎn)(spin-on-glass)層來將一個晶片表面結(jié)合在另一個的面上。這些在玻璃上旋轉(zhuǎn)(“SOG”)材料包括有硅氧烷或硅酸鹽，它們常與醇基溶劑等混合。SOG可以是—所希望的材料因為在被加到晶片表面之后凝固SOG常需要低溫(如150℃～250℃)。
另一方面，各種其他低溫技術(shù)也被用來將原料晶片連接到目標晶片。例如，靜電結(jié)合技術(shù)可被用來將二晶片連接到一起。具體說，一個或二晶片表面同時被帶上電荷來吸引另一晶片表面。而且，原料晶片可利用各種公知技術(shù)被融合到目標晶片。當(dāng)然，所用技術(shù)取決于應(yīng)用。
在將晶片結(jié)合成為夾層結(jié)構(gòu)2300之后，如圖14中所示，此方法包括受控切分操作分離基片材料以提供遮蓋目標硅晶片2201的絕緣層2305的基片材料薄膜2101。受控切分利用選擇分布或定位或瞄準能源的能量2301、2303到原料和/或目標晶片進行。例如可利用能量脈沖來啟動切分操作。此脈沖利用包括機械能源、化學(xué)能源、散熱源或熱源、和電源在內(nèi)的能源來提供。
受控切分操作借助任一前面指出的技術(shù)等啟動，由圖14加以說明。例如，用于啟動受控切分操作的處理利用提供能量2301、2303到基片一選定區(qū)域以便在基片的選定深度(Z0)啟動受控切分操作的步驟，由此利用傳播切分波陣面而使得切分操作作釋放要由基片分離的基片材料部分。在一特定實施例中，此方法采用單個脈沖來開始切分操作，如前面指出的。另一方面，此方法也可利用后隨另一脈沖或連續(xù)的脈沖到選擇的基片區(qū)域的啟始脈沖?；蛘叽朔椒ㄒ部商峁┟}沖來啟動被沿基片掃描的能量所維持的切分操作。而且能量也可被掃描穿過基片的選擇區(qū)來啟動和/或支持受控切分操作。
任選地，按照本發(fā)明將基片材料的能量或應(yīng)力向著為啟動切分操作所需能級增加，但不足以在將一脈沖或多個連續(xù)脈沖導(dǎo)引到基片之前啟動切分操作?；娜帜軕B(tài)可利用各種不同能源例如化學(xué)、、熱(散熱源或熱源)、或電的，單獨或組合地來升高或降低。化學(xué)能源可包括粒子、流體、氣體、或液體。這些能源也可包括有化學(xué)反應(yīng)來增加材料區(qū)中的應(yīng)力。此化學(xué)能源被作為時間上改變、空間上改變、或連續(xù)的溢流引入。另外的實施例中，由旋轉(zhuǎn)、移動、壓縮、擴張、或超聲能源來得到機械能源。此機械能源能被作為時間上改變、空間上改變、或連續(xù)的溢流引入。在再有的實施例中，由所加電壓或所加的電磁場選擇能源，作為時間上改變、空間上改變、或連續(xù)的溢流引入。還有一些實施例中由輻射、對流、或傳導(dǎo)選擇熱源或散熱源。此熱源可由光電子束，流體噴射，液體噴射，氣體噴射，電/磁場，電子束，熱—電加熱，和加熱爐中選擇。散熱源可由流體噴射，液體噴射，氣體噴射，低溫流體，超冷液體，熱—電冷卻裝置，電/磁場，等等中選擇。類似于前面的實施例，此熱源作為時間上變化、空間上變化、或連續(xù)的溢流而引入。還有，任何上述實施例均可按應(yīng)用加以組合或者分離。自然，所采用能源型式取決于應(yīng)用情況。如指出的，全局能源增加材料區(qū)中的能級或應(yīng)力而不致在提供啟動受控切分操作之前啟動材料區(qū)中的切分操作。
在一優(yōu)選實施例中，此方法維持低于引入粒子進基片的溫度的溫度。某些實施例中，當(dāng)導(dǎo)引能量來啟動切分操作的傳播的步驟期間基片溫度被維持在-200至450℃之間?；瑴囟纫部杀痪S持在低于400℃或低于350℃的溫度。在優(yōu)選實施例中，此方法采用散熱源來啟動和維持切分操作，這在大大低于室溫的條件下發(fā)生。
在一替換優(yōu)選實施例中，按照本發(fā)明一實施例機械的和/或熱能源可以是被增壓(如壓縮)流體噴射。此流體噴射(或液體噴射或氣體噴射)沖擊基片的邊緣區(qū)2300以啟動受控切分操作。來自壓縮或加壓的流體能源的流體噴射被引入到選擇深度2111的一區(qū)域來由基片2100切分基片區(qū)2101厚度。此流體噴射由基片2100分離2101，它們在所選擇深度2111相互分開?？烧{(diào)節(jié)流體噴射來啟動和維持受控切分處理來由基片2100分離材料2101。取決于應(yīng)用情況，可在方向、地點和幅度上調(diào)整流體噴射來達到的希望的受控切分處理。
按照某些實施例最后的結(jié)合步驟發(fā)生在目標晶片與材料區(qū)的薄膜之間，如圖15所表明的。一實施例中，一個硅晶片具有覆蓋層二氧化硅，這是在清洗材料薄膜前在表面上熱生長的。此二氧化硅也可采用各種其他技術(shù)例如化學(xué)蒸鍍來形成。晶片表面間的二氧化硅在此處理中熱熔合到一起。
某些實施例中，來自目標晶片或材料區(qū)(原料晶片的)薄膜的被氧化的硅表面被進一步壓到一起和經(jīng)受氧化環(huán)境2401。此氧化環(huán)境可以是在擴散爐中作蒸汽氧化、氫氧化等等。壓力和氧化環(huán)境的結(jié)合將二硅晶片在氧化表面或交接面2305處熔合到一起。這些實施例通常需要高溫(例如700℃)。
另一方面，二硅表面也可被進一步壓到一起并經(jīng)受二晶片之間所加的電壓。所加電壓增高晶片的溫度來促使晶片間的結(jié)合。這一技術(shù)限制了結(jié)合處理期間引入硅晶片的晶體缺陷量，因為啟動晶片間的結(jié)合處理基本無需任何機械力。當(dāng)然，所采用技術(shù)取決于應(yīng)力。
在晶片結(jié)合之后，硅—絕緣體具有帶硅材料覆蓋膜的目標基片和目標基片與硅膜間的夾層氧化層，也如圖15中所表明的。分離的硅材料膜的表面常常很粗糙，需拋光。拋光采用研磨和/或拋光技術(shù)的組合進行。在一些實施例中，分離表面采用的研磨步驟應(yīng)用例如象旋轉(zhuǎn)在分離表面上的磨料這樣的技術(shù)來由其上去除任何缺陷或表面粗糙性。例如由稱為Disco公司所造的“背磨機”這樣的機械器即可提供這一技術(shù)。
另外，化學(xué)機械拋光或平面化(“CMP”)技術(shù)也可拋光分離膜表面，如圖16所表示的。在CMP中，將附著到旋轉(zhuǎn)壓磨板(2503)的稀漿混合物直接傳到拋光表面2503。這種稀漿混合物可借助連接到稀漿源的小孔傳送到拋光表面。此稀漿經(jīng)常為含有磨料和氧化劑例如H2O2，KIO3，硝酸鐵的溶劑。磨料常常為硼硅玻璃，二氧化鈦、氮化鈦、氧化鋁、三氧化鋁、硝酸鈦、氧化鈰、二氧化硅(膠硅)、氮化硅、碳化硅、石墨、全鋼石、和它們的任何混合物。此磨料在去離子水和氧化劑等的溶劑中混合。最好此溶劑為酸性的。
這種酸性溶劑通常在拋光處理中與來自晶片的硅材料作用。拋光處理最好采用聚氨基甲酸酯拋光盤。這種拋光盤例如是由Rodel制造以商標名IC-1000出售的產(chǎn)品。拋光盤以選定速度旋轉(zhuǎn)。拾取帶有膜的目標晶片的承載頭在目標晶片的背面上施加選擇大小的壓力以便對膜施加所選定的力。拋光處理去除大致上為選擇的膜材料量，這為隨后處理提供相對光滑的膜表面2601，如圖17中表明的。
在某些實施例中，氧化薄膜2406遮住覆蓋目標晶片的材料膜，如圖15中所示。在熱退火步驟中形成此氧化層，它在以上說明中用于永遠將材料膜結(jié)合到目標晶片。這些實施例中，拋光處理被選擇調(diào)整來首先去除氧化物然后拋光此膜來完成處理。當(dāng)然，此步驟序列取決于具體應(yīng)用。
在一特定實施例中，硅—絕緣體基片為在其上形成集成電路經(jīng)受一系列處理步驟。這些處理步驟在S.Wolf的“VLSI時代的硅處理”一文中(Vol2，Lattice Press，1990)中所介紹，該文在此結(jié)合作全面參考。包括有集成電路的完整的晶片部分2700由圖18表明。如所示，晶片部分2700包括有效裝置區(qū)2701和絕緣區(qū)2703。這些有效裝置為各自具有源/漏區(qū)2705和柵極2707的場效應(yīng)晶體管。界定一介質(zhì)絕緣層2709來覆蓋有效裝置以將有效裝置與任一覆蓋層絕緣。
雖然以上說明是針對硅晶片的，其他基片也可采用。例如說，基片幾乎可以是任何單晶、多晶甚至是非晶型的基片。另外，基片也可由III/V材料例如硅化鎵、氮化鎵(GaN)等制成。多層的基片按照本發(fā)明也可采用。多層的基片包括有硅—絕緣體基片，半導(dǎo)體基片上的各種夾疊層，及許多其他形式基片。另外，以上實施例一般是以提供脈沖能來啟動受控切分操作的。此脈沖可由掃描通過基片的選擇區(qū)域的能量替代來啟動受控切分操作。還可掃描通過基片的選定區(qū)域來維護受控切分操作。本技術(shù)領(lǐng)域的熟悉人士很容易理解按本發(fā)明可加以應(yīng)用的各種替換、修改和變體。
盡管以上是對特定實施例的完整說明，但可以采用各種各樣的修改、替換結(jié)構(gòu)和等同物。因此，上述說明和圖解不應(yīng)用來限制本發(fā)明的范疇，它由所附的權(quán)利要求來確定。
權(quán)利要求
1.一種用于由基片形成材料膜的處理方法，所述處理包括步驟以選定的方式將粒子通過基片的表面導(dǎo)引到所述表面下一選定深度，在所述選定深度所述粒子具有一定濃度以便確定在所選深度之上要被分離的基片材料；和提供能量到所述基片的一選定區(qū)域以在所述基片中所述選定深度啟動受控切分操作，據(jù)此使所述切分操作能利用傳播切分波陣面來由所述基片釋放部分所述材料。
2.權(quán)利要求1所述處理，其特征是所述粒子從由一組氫氣、氦氣、水蒸汽、甲烷、氫化合物及其他輕原子質(zhì)量粒子中選擇的源獲取。
3.權(quán)利要求1所述處理，其特征是所述粒子由一組中性分子、帶電荷分子、原子、和電子中選取。
4.權(quán)利要求1所述處理，其特征是所述粒子是高能的。
5.權(quán)利要求1所述處理，其特征是所述高能粒子具有足夠的動能穿透所述表面到達所述表面之下所述選定的深度。
6.權(quán)利要求1所述處理，其特征是所述提供能量的步驟維持所述切分操作來由所述基片分離所述材料以提供材料膜。
7.權(quán)利要求1所述處理，其特征是所述提供能量的步驟增加所述材料中的受控應(yīng)力和維持所述切分操作以便由所述基片分離所述材料以提供材料膜。
8.權(quán)利要求1所述處理，其特征是還包括提供輔助能量到所述基片來維持所述受控切分操作由所述基片分離所述材料以提供材料膜的步驟。
9.權(quán)利要求1所述處理，其特征是還包括提供輔助能量到所述基片來增加所述材料中的受控應(yīng)力和維持所述受控切分操作由所述基片分離所述材料以提供材料膜。
10.權(quán)利要求1所述處理，其特征是所述導(dǎo)引步驟在所述選定深度形成所述基片的一組原子鏈損傷，鏈置換、削弱和斷出鏈中選擇的損傷。
11.權(quán)利要求10所述處理，其特征是所述損傷導(dǎo)致對所述基片材料的應(yīng)力。
12.權(quán)利要求10所述處理，其特征是所述損傷降低所述基片材料承受應(yīng)力的能力而不會有切分所述材料的可能性。
13.權(quán)利要求1所述處理，其特征是所述傳播切分波陣面由單個切分波陣面或多個切分波陣面中選擇。
14.權(quán)利要求1所述處理，其特征是所述導(dǎo)引步驟因在所述選定深度提供所述粒子而造成所述深度的所述材料區(qū)的應(yīng)力。
15.權(quán)利要求1所述處理，其特征是所述導(dǎo)引步驟為射束離子注入步驟。
16.權(quán)利要求1所述處理，其特征是所述導(dǎo)引步驟為等離子體浸沒離子注入步驟。
17.權(quán)利要求1所述處理，其特征是所述基片為由一組硅、金剛石、石英、玻璃、藍寶石、碳化硅、電介質(zhì)、族III/V材料、塑料、陶瓷材料和多層化基片選擇的材料制成。
18.權(quán)利要求1所述處理，其特征是所述能量由靜態(tài)能源或流體噴射源中選擇。
19.權(quán)利要求18所述處理，其特征是所述流體被導(dǎo)引到所述選定深度以啟動所述受近切分操作。
20.一種用于形成多層化基片的處理方法，包括步驟提供一多層化基片，所述基片包括在一選定深度具有一定濃度以確定在所述選定深度之上要被分離的基片材料的眾多粒子的基片部分；和提供流體到所述基片一選定的區(qū)域以在所述基片中所述選定深度啟動一受控切分操作，據(jù)此使所述切分操作利用傳播切分波陣面來由所述基片釋放要被分離的所述材料部分。
21.權(quán)利要求20所述處理，其特征是所述流體由靜態(tài)源或流體噴射源中選擇。
22.權(quán)利要求20所述處理，其特征是所述流體噴射被定向到所述選定深度來啟動所述受控切分操作。
23.權(quán)利要求20所述處理，其特征是所述流體噴射由壓縮氣體得到。
全文摘要
從原料基片(10)的形成材料的薄膜的技術(shù)。此技術(shù)以所選擇方式引導(dǎo)高能粒子通過基片(10)的表面到達表面下一選擇深度(20),這里粒子具有一定濃度以確定在所選深度以上的原料基片材料(12)和此所選深度的晶格的粒子。一能源例如壓縮流體被定向到原料基片的被選擇區(qū)域來在此所選深度(20)啟動對基片(10)的切分動作,于是切分動作形成擴張切分陣面來由原料基片的剩余部分釋放原料材料。
文檔編號H01L21/265GK1255237SQ98804976
公開日2000年5月31日 申請日期1998年5月11日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月12日
發(fā)明者弗蘭喬斯·J·亨利, 內(nèi)森·W·陳 申請人:硅源公司