DE10156465C1 - Waferanordnung und Verfahren zur Herstellung einer Bondverbindung - Google Patents
Waferanordnung und Verfahren zur Herstellung einer BondverbindungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine hochtemperaturstabile, wiederablösbare Waferanordnung mit einem ersten Wafer, in dessen erste Oberfläche erste Ausnehmungen und in dessen zweite Oberfläche zweite Ausnehmungen eingebracht sind, die jeweils zumindest teilweise Teil von durchgehenden Verbindungen zwischen der ersten und zweiten Oberfläche des ersten Wafers sind, mit einem zweiten Wafer, mit einer temperaturstabilen, wiederablösbaren Bondverbindung, die mindestens eine zwischen dem ersten und dem zweiten Wafer angeordnete und diese voneinander beabstandende Schicht, insbesondere dielektrische Schicht, aufweist und die die erste Oberfläche des ersten Wafers mit einer ersten Oberfläche des zweiten Wafers durch Waferbonding verbindet. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Bondverbindung.
Description
Die Erfindung betrifft eine hochtemperaturstabile, wiederab
lösbare Waferanordnung und ein Verfahren zur Herstellung ei
ner Bondverbindung zwischen zwei Wafern.
In der modernen Halbleitertechnologie, insbesondere bei Leis
tungshalbleiterbauelementen, wie Leistungs-MOSFETs, IGBTs,
Thyristoren und dergleichen, geht die Tendenz hin zu einer
Reduzierung der Waferdicke, um dadurch den Einschaltwider
stand RON des Halbleiterbauelementes zu reduzieren und um da
mit einhergehend die Durchlass- und Schaltverluste des Halb
leiterbauelementes zu optimieren. Heutige Halbleiterwafer
werden daher vor oder während der Herstellung der Halbleiter
bauelemente dünn geschliffen, typischerweise auf eine Dicke
von 150 µm und weniger.
Solche dünne Wafer sind allerdings aufgrund ihrer mechani
schen Eigenschaften sehr schwierig zu handhaben und lassen
sich daher nicht mit denselben Fertigungsmaschinen und Trans
port- und Halterungsvorrichtungen bearbeiten wie Standarddi
cke aufweisende Wafer. Die Ursache dafür liegt darin, dass
der Wafer nach dem Dünnschleifen bzw. Dünnätzen auf die er
forderliche Dicke statt der erforderlichen Steifigkeit eine
mehr oder weniger stark gewellte, gebogene oder leicht ver
drehte (Torsion) Oberfläche aufweist. Besonders gravierend
ist dieser Effekt bei ultradünnen Wafern im Bereich von etwa
70 µm. In diesem Fall ist der Wafer so dünn, dass er ähnlich
einem Blatt Papier biegsam ist. Die geforderte Steifigkeit
ist bei solch dünnen Wafern also nicht mehr gewährleistet.
Deshalb müssen eigens für dünne Wafer modifizierte Ferti
gungsmaschinen und Transportvorrichtungen bereitgestellt wer
den, die für spezielle Waferkassetten ausgelegt sind und die
eigens für dünne Wafer konstruierte, üblicherweise manuell zu
bedienende Greifvorrichtungen zur Bestückung der Fertigungs
maschinen aufweisen. Ferner sind die Vorrichtungen zur Fixie
rung der dünnen Wafer während des eigentlichen Herstellungs
prozesses, wie beispielsweise Chucks und Greifer, mehr oder
weniger aufwendig für die Erfordernisse der dünnen Wafer um
zubauen. Neben den dafür erforderlichen Zusatzkosten sind der
Modifizierung von Fertigungsmaschinen für die Zwecke der Be
arbeitung und Handhabung dünner Wafer aufgrund ihrer zuneh
menden Komplexität enge Grenzen gesetzt.
Statt der äußerst aufwendigen und kostenintensiven Modifizie
rung herkömmlicher Fertigungsmaschinen ist es vielfach einfa
cher, den dünnen Wafer auf einen sogenannten Trägerwafer zu
montieren und dann zu bearbeiten.
Gemäß einem ersten bekannten Verfahren wird ein sogenannter
Produktwafer, auf dem später die Halbleiterbauelemente aufge
bracht werden sollen, auf einen sogenannten Trägerwafer form
schlüssig beispielsweise mittels einer zweiseitig klebenden
Folie geklebt. Der Produktwafer kann anschließend dünn ge
schliffen werden und zur Erzeugung der Halbleiterbauelemente
weiter prozessiert werden. Schließlich kann der Produktwafer
wieder von dem Trägerwafer abgelöst werden. Nachteilig an
diesem Verfahren ist, dass die form- und kraftschlüssige Ver
bindung nur für geringste Temperaturen ausgelegt ist. Bei ho
hen, für die Halbleiterprozesstechnik typischen Temperaturen
würde sich hier jedoch die Verbindung aus Kleber und Folie
wieder lösen, dass heißt eine temperaturstabile Verbindung
zwischen den beiden Wafern ist hier nicht gewährleistet. Dar
über hinaus besteht die Gefahr, dass der Produktwafer durch
Ausdiffusion von Fremdatomen der Folie bzw. dem Kleber in den
Halbleiterkörper unerwünschterweise verunreinigt wird.
In der US 6,127,243 ist ein Verfahren zum Bonden von zwei Wa
fern beschrieben. In eine Oberfläche eines dieser Wafer wer
den Gräben eingebracht. Anschließend werden die beiden Wafer
formschlüssig aufeinander gelegt und sodann einer Temperatur
behandlung in einer oxidierenden Atmosphäre unterworfen. Zwi
schen den Wafern bildet sich somit eine temperaturstabile und
mechanisch stabile Verbindung aus, die mittels Flusssäure
wieder ablösbar ist. Problematisch daran ist jedoch, dass das
Bonden und Wiederablösen der beiden Wafer - insbesondere bei
sehr großen Waferdurchmessern - außerordentlich lange dauert.
Dies liegt daran, dass die oxidierende Atmosphäre zur Erzeu
gung des Siliziumdioxides sowie die Flusssäure zum Ablösen
des Siliziumdioxides nur sehr langsam über die Gräben ein
dringen kann. Der in der US 6,127,243 beschrieben Prozess ist
daher zur Serienfertigung von dünnen Wafern aus Effizienz
gründen nicht sehr praktikabel.
In der japanischen Patentanmeldung JP 63-168054 A ist eine
Anordnung mit einem Substrat 21 und einer Siliziumplatte 24,
die mittels eines Oxidfilm 27 zusammengehalten werden, offen
bart. Die Siliziumplatte 24 weist durchgehende Löcher auf,
die bis zum Oxidfilm 27 reichen. Diese Löcher bilden nach ei
nem anschließenden Zersägen dieser Halbleiterstruktur die Be
standteile eines Drucksensors.
In dem US-Patent US 4,962,062 werden zwei Siliziumwafer mit
tels sehr hoher Temperatur quasi zu einer einzigen Einheit
unlösbar verschmolzen. Ein Ablösen nach deren Zusammenfügen
ist ohne Zerstörung der Strukturen nicht mehr möglich. Diese
Strukturen dienen bei einem anschließenden Prozessieren der
Aufnahme der Elemente einer integrierten Schaltung.
In der deutschen Patentschrift DE 100 29 035 C1 sind zwei Wa
fer beschrieben, die mittels eines Dielektrikums quasi um
hüllt und so fixiert werden. Das Dielektrikum haftet jedoch
lediglich auf seiner einen Seite, wohingegen die andere Seite
des Dielektrikums nach außen gerichtet ist und somit keine
Zusammenhaltekräfte entfaltet. Nachteilig an dieser Anordnung
ist, dass diese Struktur eine geringe mechanische sowie eine
geringe Temperaturstabilität aufweist. Dass heißt, die beiden
von dem Oxidfilm zusammen gehaltenen Wafer lassen sich auch
ohne Ätzmedium durch geringe mechanische Kräfte sehr leicht
voneinander lösen.
In der deutschen Offenlegungsschrift DE 100 29 791 A1 ist ein
Verfahren zur Herstellung einer stabilen Verbindung zwischen
zwei Wafern beschrieben, bei dem in die Oberfläche des einen
Wafers Gräben eingebracht werden. An die Grabenwände wird ei
ne Flüssigglasverbindung aufgebracht, die die beiden Wafer
bei einem Übereinanderlegen zusammenhalten soll. Das Wieder
ablösen erfolgt mittels Zwischenräumen, die in den Gräben
verbleiben. Da hier ein Ätzangriff lediglich lateral über die
Oberfläche erfolgen kann, ist dieses Verfahren insbesondere
bei sehr großen Wafern sehr langwierig und somit wirtschaft
lich nicht sehr interessant. Darüber hinaus werden auch hier
die Wafer lediglich durch eine einseitig haftende Verbindung
zusammengehalten, die mechanisch nicht sehr stabil ist.
Halbleiterstrukturen mit durchgehenden Löchern sind auch in
den deutschen Offenlegungsschriften DE 100 47 963 A1 und
DE 198 42 419 A1 beschrieben.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
auf einfache Weise eine hochtemperaturstabile, wiederablösba
re Verbindung zwischen zwei Wafern bereitzustellen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Anordnung mit
den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 19 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des
erfindungsgemäßen Verfahrens sind den Unteransprüchen und der
Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung zu entnehmen.
Durch das vorliegende Verfahren lassen sich erfindungsgemäß
auf sehr einfache Weise aber nichts desto trotz sehr effektiv
zwei Wafer mechanisch stabil sowie hochtemperaturstabil mit
einander derart verbinden, dass der, sogenannte Produktwafer
anschließend unter Verwendung der herkömmlichen Halbleiter
technologie weiter prozessiert werden kann. Für die weitere
Verarbeitung des Produktwafers, selbst wenn dieser sehr dünn
ist, können vorteilhafterweise sämtliche bereits vorhandene
Fertigungsmaschinen der Halbleitertechnologie ohne konstruk
tive Umgestaltung, was ggf. zur Handhabung von dünn geschlif
fenen Wafer erforderlich wäre, herangezogen werden. Der be
sondere Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht ferner
darin, dass die miteinander durch eine Siliziumdioxidschicht
verbundenen Wafer sehr einfach - beispielsweise durch eine
Flusssäureverbindung - wieder voneinander gelöst werden kön
nen. Das Ablösen ist im Vergleich zu bekannten Verfahren nach
dem Stand der Technik schnell, einfach und damit billig und
darüber hinaus mechanisch unkritisch.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung ergibt sich auch da
durch, dass der die Gräben und Löcher aufweisende Produktwa
fer beliebig häufig wiederverwendbar ist, dass heißt die
Strukturierung des Produktwafers muss nur ein einziges Mal
durchgeführt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren der
Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt hier:
Fig. 1 in einem schematisierten Teilschnitt und einer
Draufsicht einen Trägerwafer, der Ausnehmungen an
beiden Oberflächen aufweist;
Fig. 2 in einem schematisierten Querschnitt ein erstes
Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wafer
anordnung bestehen aus zwei sandwichartig aufeinan
der angeordneter Wafer;
Fig. 3 in einem schematisierten Querschnitt ein zweites
Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wafer
anordnung bestehen aus zwei sandwichartig aufeinan
der angeordneter Wafer;
Fig. 4 anhand mehrerer Querschnitte (a)-(f) ein erfin
dungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer erfin
dungsgemäßen Waferanordnung;
Fig. 5 anhand einer Draufsicht auf die Rückseite des Trä
gerwafers eine vorteilhafte Ausgestaltung der Lö
cher.
In allen Figuren der Zeichnung sind - sofern nichts anderes
angegeben ist - gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente mit
gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt einen schematisierten Teilschnitt (a) und eine
Draufsicht (b) auf die Vorderseite eines mit Bezugszeichen 1
versehenen Trägerwafers. Der Trägerwafer 1 besteht vorteil
hafterweise aus einem oxidierbaren Halbleiterkörper - bei
spielsweise aus Silizium oder Siliziumkarbid. Der Trägerwafer
1 weist eine erste, vorderseitige Oberfläche 4 auf, in die
Gräben 2 eingebracht sind. Die erste Oberfläche 4 ist vor
teilhafterweise, jedoch nicht notwendigerweise möglichst eben
und poliert. Die Gräben 2 können in die Oberfläche 4 des Trä
gerwafer 1 in üblicher Weise durch nasschemisches oder tro
ckenchemisches Ätzen eingebracht werden oder sonst wie ausge
spart werden, wozu typischerweise die Fotolack- und Ätztech
nik herangezogen wird. Die Gräben 2 sind sich vorteilhafter
weise über die gesamte Oberfläche 4 des Trägerwafers 1 ver
teilt. Obwohl in der Fig. 1 die Gräben 2 jeweils parallel
zueinander angeordnet sind, ist diese parallele Anordnung
keinesfalls notwendig: Die Gräben 2 können vielmehr auch
schräg oder über Kreuz zueinander verlaufen oder überhaupt
mehr oder weniger "zufällig" angeordnet sein. Denkbar wäre
also jede beliebige Anordnung der Gräben 2 in der Ebene der
Oberfläche 4 des Trägerwafers 1.
Die Gräben 2 weisen eine Grabentiefe t1 von jeweils typi
scherweise 2 bis 10 µm auf und sind voneinander in einem ty
pischen Abstand a1 von 1 und 10 µm angeordnet. Die Graben
breite d1 bewegt sich in einem üblichen Bereich zwischen 10 nm
bis 1 µm. Jedoch wären auch größere oder kleinere Tiefen
t1, Breiten d1 und Abstände a1 denkbar. Die Gräben 2 weisen
im Ausführungsbeispiel in Fig. 1 ein rechteckförmiges Profil
auf. Selbstverständlich sind auch andere Grabenprofile, zum
Beispiel ein trapezförmiges, V-förmiges, U-förmiges, halbrun
des, halbovales, quadratisches, mehreckiges oder ähnliches
Profil denkbar.
In die zweite, rückseitige Oberfläche 3 des Trägerwafers 1
sind kreisrunde Löcher 5 bis in eine Tiefe t2 in den Halblei
terkörper des Trägerwafers 1 eingebracht, wobei die Löcher 5
einen Lochdurchmesser d2 aufweisen. Die Löcher 5 sind jeweils
in Reihen entlang der zweiten Oberfläche 3 angeordnet. Die
Stegbreite a2 ergibt sich aus dem Abstand a2 benachbarter Lö
cher 5. Die Löcher 5 benachbarter Reihen sind darüber hinaus
gegeneinander versetzt. Die Löcher 5 müssen jedoch nicht not
wendigerweise einen kreisrunden Querschnitt aufweisen, viel
mehr können die Löcher 5 auch oval, quadratisch, hexagonal,
streifenförmig, mehreckig oder mehr oder weniger beliebig
ausgebildet sein. Wenngleich in Fig. 1 ein zylinderförmiges
Profil der Löcher 5 dargestellt ist, wäre jedoch auch ein den
Gräben 2 vergleichbares Profil denkbar.
Von Bedeutung ist hier zum einen, dass die Tiefen t1, t2 von
Gräben 2 und Löchern 5 größer ist als die Dicke t des Träger
wafers 1, d. h. t ≦ t1 + t2. Nur dann ist sicher gestellt,
dass Gräben 2 und Löcher 5 auch miteinander verbunden sein
können. Wesentlich ist ferner, dass die Form der Löcher 5
bzw. deren Durchmesser d2 derart gewählt wird, dass jeder
Graben 2 auch zumindest an jeweils einem dieser Löcher 5 an
geschlossen ist. Im Falle streifenförmiger Gräben 2 und run
der Löcher 5, entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbei
spiel, sollte also der Durchmesser d2 der Löcher 5 zumindest
so groß sein wie der Abstand a1 der Gräben 2 zueinander. Fer
ner sollte der Lochabstand a2 kleiner als der Abstand a1 der
Gräben 2 sein. Bei einer solchen Dimensionierung von Löchern
5 und Gräben 2 wird eine durchgehend offene Verbindung von
der ersten Oberfläche 4 zur zweiten Oberfläche 3 gewährleis
tet.
Fig. 2 zeigt in einem schematisierten Querschnitt ein erstes
Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Waferanordnung.
Die mit 10 bezeichnete Waferanordnung weist einen Trägerwafer
1 entsprechend Fig. 1 sowie einen zweiten, sogenannten Pro
duktwafer 11 auf. Die beiden Wafer 1, 11 sind jeweils mit ih
rer ersten Oberfläche 4, 12 übereinander angeordnet. Typi
scherweise weisen die beiden Wafer 1, 11 jeweils die gleiche
Form auf und liegen daher möglichst formschlüssig übereinan
der. Die erste Oberfläche 12 des Produktwafers 11 bildet des
sen Rückseite, wohingegen in dessen zweite Oberfläche 16 mit
tels nicht näher beschriebener Prozessschritte die Halblei
terstrukturen der entsprechenden Halbleiterbauelemente einge
bracht werden. Zwischen den beiden Wafern 1, 11 ist ferner
eine an beide Oberflächen 4, 12 angrenzende und die Wafer 1,
11 voneinander beabstandende Schicht 13 vorgesehen. Im Falle
des Trägerwafers 1 reicht diese Schicht 13 auch geringfügig
in die Gräben 2 hinein und erzeugt in den übrigen Bereichen
des Grabens 2 somit einen Hohlraum.
Fig. 3 zeigt in einem schematisierten Querschnitt ein zwei
tes Ausführungsbeispiel der Waferanordnung 10. Im Unterschied
zu Fig. 2 grenzt hier ein dünnes Dielektrikum 14, 15 an bei
de Oberflächen 4, 12 von Produktwafer 11 und Trägerwafer 1,
so dass die beiden Wafer 1, 11 nun von den beiden dielektri
schen Schichten 14, 15 sowie der Schicht 12 beabstandet wer
den. Die dielektrischen Schichten 14, 15 sind hier als ther
misches Oxid (Siliziumdioxid, SiO2) ausgebildet. Mittels die
ses thermischen Oxides 14, 15 wird das Verbinden der beiden
Wafer 1, 11 beim Waferbonding noch unterstützt.
Mittels Waferbonding lässt sich unter Zwischenschaltung der
Schichten 13-15 eine Bondverbindung 21 schaffen, die die
beiden Wafer 1, 11 mechanisch und Hochtemperatur stabil sowie
wiederablösbar zusammenhält. In den Beispielen der Fig. 2
und 3 besteht die Schicht 13 aus Fliessglas. Unter Fliessglas
ist im Allgemeinen eine dielektrische Schicht zu verstehen,
die bei Raumtemperatur zunächst flüssig ist, die Siliziumdi
oxid enthält und die bei Erwärmung oder Erhitzung erstarrt
und fest wird. Im Hinblick auf die besonderen Reinheitsan
sprüche der Mikroelektronik bieten sich etablierte Ausgangs
materialien als Fliessglasverbindungen an, die im Prinzip aus
mehr oder weniger polymerisierten, hochreinen Siliziumalkoxi
den bestehen. Als Fliessglas werden vorteilhafterweise hoch
dotiertes BPSG (Borphosphorsilikatglas) oder gängige Spin-on-
Gläser verwendet. BPSG ist bei Raumtemperatur fest, hat je
doch die besondere Eigenschaft, dass es bei Temperaturen von
etwa 800°C viskos wird. Diese Viskosität des BPSG reicht aus,
um die gewünschte einebnende Wirkung zum Verschließen der
Gräben zu erzielen. Der besondere Vorteil bei Verwendung von
BPSG besteht darin, dass es mit beliebigen Dicken auf den
Halbleiterkörper aufgebracht werden kann, da es dort durch
Abscheidung aufgebracht wird. Die Bildung einer Oxidschicht
aus dem BPSG ist somit nicht wie bei gängigen Spin-on-Gläsern
diffusionslimitiert. BPSG wird typischerweise mit Dicken von
1-2 µm bei etwa 400°C abgeschieden und haftet nach dem Auftra
gen hervorragend auf einer Silizium-Oberfläche. Besonders
vorteilhaft ist es, wenn als Fliessglas in Alkohol gelöste,
polymerisierte sowie teilweise durch organische Reste substi
tuierte Kieselsäuremoleküle verwendet werden. Ein solches Ma
terial ist beispielsweise in Butanol gelöstes Methyl-
Silsesquioxan.
Bei der Herstellung einer stabile und wiederablösbaren Ver
bindung zwischen zwei Wafern 1, 11 unter Verwendung einer An
ordnung gemäß der Fig. 2 oder 3 sind jedoch die folgenden
Randbedingungen zu beachten:
Zur Herstellung einer mechanisch und Hochtemperatur stabil sowie wiederablösbaren Verbindung und somit zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe existieren die bereits anhand von Fig. 1 erwähnten geometrischen, bei der Oberflächentopogra phie zu beachtenden Einschränkungen. Ferner ist zu beachten, dass die Festigkeit der Siliziumdioxidschicht 13 und somit die angestrebte mechanisch und Hochtemperatur stabile Bond verbindung 21 nur dann gegeben ist, wenn sie als kompakte Schicht an beiden Oberflächen 4, 12 haftet. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn die Fliessglasschicht 13 in ihrem Endzu stand möglichst durchgehend über die gesamte Oberfläche 4 des jeweiligen Wafers 1 verteilt wird und sich vorteilhafterweise auch teilweise in die Gräben 2 erstreckt. Andererseits müssen besagte Gräben 2 sowie die Löcher 5 grob genug sein, so dass in die Gräben 2 und Löcher 5 schließlich eine Flusssäurelö sung zum Auflösen der Siliziumdioxidschichten 13-15 und so mit zum Trennen des Trägerwafers 1 vom Produktwafer 11 ein dringen kann. Hier ist es vorteilhaft, wenn die Gräben, so weit dies möglich ist, ein relativ enges Raster bilden. Fer ner muss auch der Ätzfortschritt durch hinreichend rasche Ab diffusion der Reaktionsprodukte der Flusssäureätzung gewähr leistet sein.
Zur Herstellung einer mechanisch und Hochtemperatur stabil sowie wiederablösbaren Verbindung und somit zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe existieren die bereits anhand von Fig. 1 erwähnten geometrischen, bei der Oberflächentopogra phie zu beachtenden Einschränkungen. Ferner ist zu beachten, dass die Festigkeit der Siliziumdioxidschicht 13 und somit die angestrebte mechanisch und Hochtemperatur stabile Bond verbindung 21 nur dann gegeben ist, wenn sie als kompakte Schicht an beiden Oberflächen 4, 12 haftet. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn die Fliessglasschicht 13 in ihrem Endzu stand möglichst durchgehend über die gesamte Oberfläche 4 des jeweiligen Wafers 1 verteilt wird und sich vorteilhafterweise auch teilweise in die Gräben 2 erstreckt. Andererseits müssen besagte Gräben 2 sowie die Löcher 5 grob genug sein, so dass in die Gräben 2 und Löcher 5 schließlich eine Flusssäurelö sung zum Auflösen der Siliziumdioxidschichten 13-15 und so mit zum Trennen des Trägerwafers 1 vom Produktwafer 11 ein dringen kann. Hier ist es vorteilhaft, wenn die Gräben, so weit dies möglich ist, ein relativ enges Raster bilden. Fer ner muss auch der Ätzfortschritt durch hinreichend rasche Ab diffusion der Reaktionsprodukte der Flusssäureätzung gewähr leistet sein.
Vorteilhaft ist die Anordnung möglichst vieler, schmaler Grä
ben 2, um so eine gute Verschließbarkeit der Gräben 2 und da
mit eine stabile Bondverbindung 21 zu gewährleisten. Um einen
flächigen Ätzangriff zu erhalten, sollten also möglichst vie
le schmale Gräben 2 mit engem Abstand a1 zueinander in den
Trägerwafer 1 geätzt werden. Vorteilhafterweise reichen die
Gräben ferner bis zum Rand 6 des Trägerwafers 1, so dass hier
eine seitliche Eintrittsöffnung entsteht, in die die Ätzflüs
sigkeit zusätzlich eindringen kann.
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verbindungsverfahren
unter Bezugnahme auf Fig. 4 der Zeichnung näher erläutert.
Die Aufzählungszeichen entsprechen dabei den entsprechenden
Teilfiguren in Fig. 4:
- a) In die erste Oberfläche 4 des Trägerwafers 1 werden bis in eine Tiefe t1 Gräben 2 geätzt, vorteilhafterweise durch anisotropes Ätzen.
- b) Auf die Oberfläche 4 des Trägerwafers 1 wird eine dünnes thermisches Oxid 14 aufgebracht.
- c) In die zweite Oberfläche 3 des Trägerwafers 1 werden bis in eine Tiefe t2 Löcher 5 derart (anisotrop) geätzt, dass die Löcher 5 und die Gräben 2 zumindest teilweise anein ander angeschlossen sind.
- d) Auf die Oberfläche 4 des Trägerwafers 1 wird ein Fliess glasfilm 13 beispielsweise durch Aufschleudern oder Ab scheiden aufgebracht. Anschließend kann durch Abschleu dern, also unter Ausnutzung der Zentrifugalkraft, der Großteil des Fliessglases abgeschleudert werden. Die Grä ben 2 an der Oberfläche 4 werden dadurch weitestgehend verschlossen. Ferner entsteht dadurch eine weitestgehend planare Oberfläche. Wesentlich ist, dass durch das Auf schleudern und Einebnen ein die Oberfläche 4 benetzender, durchgehender dünner Fliessglasfilm 13 entsteht, dessen Dicke d3 geeignet ist, dass sich das Material des Fliess glases unter langsamer Temperatureinwirkung in einen Si liziumdioxidfilm 13 umwandelt.
- e) Ein Produktwafer 11, auf dessen Oberfläche 12 ebenfalls ein dünnes thermisches Oxid 15 aufgebracht ist, wird be reitgestellt. Der Produktwafer wird mit seiner Oberfläche 12 auf die den Fliessglasfilm 13 enthaltende Oberfläche 4 des Trägerwafers 1 gelegt.
- f) Die so entstandene Anordnung von Produktwafer 11 und Trä gerwafer 1 wird einer Temperaturbehandlung unterworfen. Die Temperaturbehandlung kann beispielsweise mittels ei nes aufgeheizten Chucks, einer Vielzahl von Halogenlampen 22 oder dergleichen erfolgen. Die Temperaturbehandlung wird im Falle von BPSG typischerweise bei einer Tempera tur T von etwa 800°C durchgeführt, im Falle eines Spin- on-Glases liegt die Temperatur bei etwa 120°C bis 450°C. Durch die Temperaturbehandlung entsteht aus dem Fliess glasfilm 13 ein Siliziumdioxidfilm, der eine stabile Bondverbindung 21 zwischen den beiden Wafern 1, 11 dar stellt. Während der Temperaturbehandlung wird die Wafera nordnung 10 über die Oberflächen 3, 16 vorteilhafterweise großflächig mit einem gleichförmigen Druck beaufschlagt. Der Produktwafer 11 kann dann auf herkömmliche Weise - unter Verwendung von Standardequipment - halbleitertech nologisch prozessiert werden.
- g) Schließlich werden die beiden Wafer 1, 11 wieder vonein ander getrennt. Dabei wird die Waferanordnung 10 in einen Behälter 23 mit einer oxidlösenden Chemikalie (Ätzflüs sigkeit) 20 gelegt. Der Ätzangriff 24 der Ätzflüssigkeit 20 erfolgt nun von der zweiten Oberfläche 3 des Trägerwa fers 1 aus den eingeätzten Löchern 5 und Gräben 2 heraus. Die beiden Wafer 1, 11 werden voneinander getrennt, indem die Bondverbindung 21 durch die Ätzflüssigkeit 20 aufge löst wird. Vorteilhafterweise werden also die Schichten 13, 14, 15 vollständig durch die Ätzflüssigkeit 20 aufge löst. Die maximal zu ätzende Oxiddicke ist dabei gegeben durch die (maximale) Oxidschichtdicke d4 oder den halben Grabenabstand a1/2. Der Größere der beiden Werte ist pro zessbestimmend, vorausgesetzt es ist ausreichend Ätzflüs sigkeit vorhanden. Als Ätzflüssigkeit wird vorteilhafter weise eine Flusssäure enthaltende Lösung verwendet, die geeignet ist, die die beiden Wafer 1, 11 zusammenhaltende Verbindung aufzulösen.
Dieses soeben beschriebene Verfahren lässt sich auf verschie
dene Art und Weise abwandeln, modifizieren oder erweitern:
- - Die Löcher 5 können auch erst nach der Herstellung der Bondverbindung 21 in den Trägerwafer 1 eingebracht wer den.
- - Auf die Bildung eines dünnen thermischen Oxides 14, 15 auf den Wafern 1, 11 könnte auch verzichtet werden.
- - Der Produktwafer 1 ist als dünner Wafer ausgebildet, d. h. er sollte eine Dicke t3 von kleiner 180 µm, insbesondere von kleiner 120 µm, aufweist. Vorteilhafterweise wird der Produktwafer 11 erste nach der Herstellung der Bondver bindung auf eine Dicke von kleiner 180 µm, insbesondere von kleiner 120 µm, geschliffen oder geätzt.
- - Die Löcher 5 und Gräben 2 bilden jeweils ein Raster, wo bei bei der Erzeugung der Löcher 5 und Gräben 2 deren Raster vorteilhafterweise nicht aufeinander justiert sein muss.
- - Statt einer Ätzflüssigkeit zum Lösen der Bondverbin dung 21 kann die Waferanordnung 10 auch einer ätzenden Atmosphäre ausgesetzt werden.
- - Beim Wiederablösen der beiden Wafer 1, 11 wird zumindest die Oberfläche 16 des Produktwafers 11 mit einer Passi vierungsschicht bedeckt.
- - Vor dem Ablösen kann der Produktwafer 11 vorteilhafter weise in einzelne Halbleiterbauelemente gesägt werden. Dies ist insbesondere bei einem sehr dünnen Produktwafer 11 von Vorteil, da dieser bekanntlich allein sehr schwer handhabbar und somit auch sehr schwer zu zersägen ist.
- - Im Anschluss an das Aufschleudern oder Abscheiden des Fliessglases kann alternativ auch ein Verfließprozess vorgesehen sein, der sicherstellt, dass der Fliessglas film sämtliche Oberflächenbereiche benetzt sind und die Gräben 2 zumindest teilweise mit Fliessglas gefüllt sind. Zusätzlich oder alternativ kann noch ein Planarisierungs prozess (Schleifen, Ätzen, etc.) vorgesehen sein, der ei ne ebene Waferoberfläche schafft.
- - Auf die Fliessglasschicht 13 können nach deren Aufschleu dern und Planarisierung weitere (Oxid-)Schichten, bei spielsweise durch einen TEOS-Prozess, aufgebracht werden.
In Fig. 1 wurden die Löcher 5 als durchgehend offene Ausneh
mungen dargestellt. Jedoch wäre es auch denkbar, dass die Lö
cher 5 gewissermaßen eine waben- oder gitterförmige Struktur
aufweisen. In diesem Falle bestehen die Löcher 5 aus einer
Vielzahl kleiner, durchgehender Löcher 18, die durch die Ste
ge 19 der Waben- bzw. Gitterstruktur begrenzt werden (siehe
Fig. 5). Die Stege 19 innerhalb der Löcher 5 gewährleisten
damit eine größere Stabilität des Trägerwafers 1, wodurch
gleichermaßen die Löcher 5 sehr groß dimensioniert sein kön
nen. Wesentlich hier ist wiederum, dass auch die kleinen Lö
cher 18 so dimensioniert sein müssen, dass zum einen ein
durchgehende Verbindung zwischen Wafervorderseite 4 und Wa
ferrückseite 3 gewährleistet ist und darüber hinaus auch eine
Ätzflüssigkeit oder -gas durch die kleinen Löcher 18 treten
kann. Besonders vorteilhaft wäre es auch, wenn die gesamte
Rückseite eine derartige Perforierung mit kleinen Löchern 18
aufweist. In diesem Fall könnte auf das Ätzen der Löcher 5
verzichtet werden, da deren Funktionalität bereits durch das
sehr enge Raster der kleinen Löcher 18 erfüllt wird.
In einem weiteren sehr vorteilhaften, jedoch nicht in den Fi
guren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel können
die Gräben auch durch den gesamten Trägerwafer hindurch ge
ätzt werden. Vorteilhafterweise werden die Gräben dabei an
isotrop mittels nasschemischer Makroporenätzung geätzt. Die
ses Verfahren der Makroporenätzung ist beispielsweise in dem
Artikel von V. Lehmann "The Physics of Macropore Formation in
Low Doped n-type Silicon" in Journal of the Electrochemical
Society, Vol 140, Nr. 10, Oktober 1993 ausführlich beschrie
ben. Bei der Makroporenätzung werden tiefe, durch den gesam
ten Halbleiterwafer durchgehende Löcher in Äbhängigkeit von
der Dotierung in dem Halbleiterkörper geätzt. Die Anordnung
bzw. Verteilung der Makroporen über die Oberfläche ist dabei
mehr oder weniger zufällig.
Ein auf diese Weise hergestellter Trägerwafer wird anschlie
ßend mit einem abgeschiedenen Oxid, beispielsweise BPSG, be
legt. Die Gräben bzw. Makroporen müssen dabei nicht notwendi
gerweise verschlossen werden. Zum Trennen der zusammen gebon
deten Wafer werden diese in ein Flüssigkeitsbad, welches bei
spielsweise FAEL-Säure enthält, eingetaucht. Aufgrund des
starken Konzentrationsgefälles zwischen verbrauchtem Ätzmedi
um an der Ätzfront und frischem Ätzmedium im Flüssigkeitsbad
kommt es zu einer schnellen Diffusion der Ätzflüssigkeit in
den Makroporen und somit zu einer kontinuierlichen Auffri
schung des Ätzmediums an der Ätzfront. Die zum vollständigen
Trennen der beiden Wafer benötigte Zeit ergibt sich aus dem
maximalen Abstand der Gräben bzw. der Makroporen voneinander
und von der Dicke der zu ätzenden Oxidschicht. Wesentlich
ist, dass die Anordnung und die Form der Gräben auf der Vor
derseite des Trägerwafers so beschaffen ist, dass die nicht
als Gräben geätzten Bereiche eine zusammenhängende Fläche er
geben. Diese Einschränkung im Layout ist erforderlich, da
sonst der Bondprozess an der Vorderseite des Trägerwafers ge
stört wird. Das Layout der Rückseite unterliegt jedoch nicht
diesen Einschränkungen, dass heißt hier könnten die Gräben
bzw. Makroporen auch zusammenhängen, unterbrochen sein oder
mehr oder weniger beliebig ausgestaltet sein. Der Vorteil
dieses Verfahrens liegt im Wegfall der Stöpseltechnik, dass
heißt die Gräben müssen nicht notwendigerweise teilweise mit
dem Fliesglas gefüllt sein.
Es wäre auch denkbar, dass der Trägerwafer 1 lediglich Gräben
2 (oder Löcher 5) aufweist, die dann aber durch den Trägerwa
fer 1 durchgehend ausgebildet sind. Es wäre ferner denkbar,
wenn zusätzlich oder alternativ in die erste Oberfläche 12
des Produktwafers 11 Gräben eingebracht werden.
In den vorstehenden Ausführungsbeispielen wurden Herstel
lungsverfahren und Aufbau einer Waferanordnung bestehend aus
einem Trägerwafer 1 und einem dünnen Produktwafer 11 be
schrieben. Die Erfindung sei jedoch nicht ausschließlich auf
dünne Produktwafer 11 beschränkt, sondern ist selbstverständ
lich auch bei nicht dünn geschliffenen Wafern vorteilhaft
einsetzbar.
Die Erfindung sei ferner nicht ausschließlich auf oxidierbare
Halbleiterkörper, wie zum Beispiel Silizium oder Siliziumkar
bid, beschränkt, sondern lässt sich auch auf beliebige Halb
leiterkörper, die mittels einer Bondverbindungen 21 zusammen
gehalten werden sollen, erweitern. Ferner sei die Erfindung
.nicht auf ein Fliessglas als die beiden Wafer verbindende
Schicht beschränkt, sondern lässt sich selbstverständlich
auch mit anderen Materialien, die durch ein geeignetes Ätzme
dium wieder ablösbar sind, erweitern.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass durch das er
findungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Waferan
ordnung auf sehr einfache Weise eine hochtemperaturstabile,
wiederablösbare Bondverbindung bereitgestellt wird, so dass
zur Bearbeitung dünn geschliffener Wafer die herkömmlichen
Gerätschaften der Silizium-Halbleitertechnologie nahezu ohne
konstruktive Umgestaltung in gebräuchlicher Art und Weise he
rangezogen werden können, ohne dass gleichzeitig die Nachtei
le von Verfahren und Waferanordnungen nach dem Stand der
Technik in Kauf genommen werden müssten.
Die Erfindung sei nicht ausschließlich auf die Ausführungs
beispiele der Fig. 1 bis 5 beschränkt. Vielmehr lässt sich
die vorliegende Erfindung durch Variation der geometrischen
Form der Gräben und/oder der Löcher sowie deren Anordnung re
lativ zueinander im Rahmen des fachmännischen Handelns und
Wissens in mannigfaltigen Ausführungsformen und Abwandlungen
realisieren.
1
Trägerwafer
2
Gräben
3
zweite, rückseitige Oberfläche
4
erste, vorderseitige Oberfläche
5
Löcher
6
Rand
10
Waferanordnung
11
Produktwafer
12
erste, rückseitige Oberfläche
13
Schicht, Fliessglasschicht
14
,
15
Dielektrikum, dünne Siliziumdioxidschicht
16
zweite, vorderseitige Oberfläche
18
kleine Löcher
19
Stege
20
oxidlösende Chemikalie, Ätzflüssigkeit
21
Bondverbindung
22
Halogenlampen, Temperaturquelle
23
Behälter
24
Ätzangriff
a1 Grabenabstand
a2 Stegbreite
d1 Grabenbreite
d2 Lochdurchmesser
d3 Schichtdicke
d4 Oxidschichtdicke
t Waferdicke des Trägerwafers
t1 Grabentiefe
t2 Löchertiefe
t3 Waferdicke des Produktwafers
a1 Grabenabstand
a2 Stegbreite
d1 Grabenbreite
d2 Lochdurchmesser
d3 Schichtdicke
d4 Oxidschichtdicke
t Waferdicke des Trägerwafers
t1 Grabentiefe
t2 Löchertiefe
t3 Waferdicke des Produktwafers
Claims (33)
1. Waferanordnung,
mit einem ersten Wafer (1), in dessen erste Oberfläche (4) erste Ausnehmungen (2) und in dessen zweite Oberfläche zweite Ausnehmungen (5) eingebracht sind, die jeweils zumindest teil weise Teil von durchgehenden Verbindungen (2, 5) zwischen der ersten und zweiten Oberfläche (3) des ersten Wafers (1) sind und die ersten Ausnehmungen (2) sich über die gesamte erste Oberfläche (4) des ersten Wafers (1) erstrecken,
mit einem zweiten Wafer (5),
mit einer temperaturstabilen, wiederablösbaren Bondverbindung (21), die mindestens eine zwischen dem ersten und dem zweiten Wafer (1, 11) angeordnete und diese voneinander beabstandende Schicht (13, 14, 15), insbesondere dielektrische Schicht, aufweist und die die erste Oberfläche (4) des ersten Wafers (1) mit einer ersten Oberfläche (12) des zweiten Wafers (11) durch Waferbonding verbindet.
mit einem ersten Wafer (1), in dessen erste Oberfläche (4) erste Ausnehmungen (2) und in dessen zweite Oberfläche zweite Ausnehmungen (5) eingebracht sind, die jeweils zumindest teil weise Teil von durchgehenden Verbindungen (2, 5) zwischen der ersten und zweiten Oberfläche (3) des ersten Wafers (1) sind und die ersten Ausnehmungen (2) sich über die gesamte erste Oberfläche (4) des ersten Wafers (1) erstrecken,
mit einem zweiten Wafer (5),
mit einer temperaturstabilen, wiederablösbaren Bondverbindung (21), die mindestens eine zwischen dem ersten und dem zweiten Wafer (1, 11) angeordnete und diese voneinander beabstandende Schicht (13, 14, 15), insbesondere dielektrische Schicht, aufweist und die die erste Oberfläche (4) des ersten Wafers (1) mit einer ersten Oberfläche (12) des zweiten Wafers (11) durch Waferbonding verbindet.
2. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die ersten Ausnehmungen (2) eine erste Tiefe (t1) auf
weisen und in die zweite Oberfläche (3) des ersten Wafers (1)
zweite Ausnehmungen (5) bis in eine zweite Tiefe (t2) einge
bracht sind, wobei die Summe von erster und zweiter Tiefe (t1
+ t2) mindestens der Dicke (t) des ersten Wafers (1) ent
spricht und wobei die ersten und zweiten Ausnehmungen (2, 5)
zumindest teilweise miteinander verbunden sind.
3. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüchen,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Wafer (1) als Trägerwafer(1) für den zweiten
Wafer (11) und der zweite Wafer (11) als Produktwafer (11),
in dem die Halbleiterstrukturen der entsprechenden Halblei
terbauelemente vorgesehen sind, ausgebildet ist.
4. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüchen,
dadurch gekennzeichnet,
dass zweite Wafer (11) als dünner Wafer ausgebildet ist, der
eine Waferdicke (t3) von kleiner 180 µm, insbesondere von
kleiner 120 µm, aufweist.
5. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüchen,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Material der Schicht (13, 14, 15) zumindest teilwei
se auch in die ersten Ausnehmungen (2) eingedrungen ist.
6. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüchen,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schicht (13, 14, 15) eine Fliessglasschicht (13)
enthält.
7. Anordnung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Material der Fliesglasschicht (13) BPSG vorgesehen
ist.
8. Anordnung nach einem der Ansprüchen 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Material der Fliessglasschicht (13) bei Raumtempera
tur zunächst flüssig ist, Siliziumdioxid enthält und bei Er
wärmung oder Erhitzung erstarrt und fest ist.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Viskosität des Materials der Fliessglasschicht (13)
und/oder die Dicke bzw. der Durchmesser (d1) der ersten Aus
nehmungen (2) derart gering ist, dass das Materials der
Fliessglasschicht (13) lediglich im oberen, zur ersten Ober
fläche (4) hin gerichteten Bereich der ersten Ausnehmungen
(2) eingedrungen ist und der übrige, zur zweiten Oberfläche
(3) hin gerichtete Bereich der ersten Ausnehmungen (2) einen
Hohlraum bildet.
10. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüchen,
dadurch gekennzeichnet,
dass auf den ersten Oberflächen (4, 12) des ersten und/oder
des zweiten Wafers (1, 11) jeweils eine dünne Siliziumdioxid
schicht (14, 15) vorgesehen ist.
11. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüchen,
dadurch gekennzeichnet,
dass die ersten Ausnehmungen (2) als Gräben (2) ausgebildet
sind, die parallel und/oder senkrecht zueinander verlaufend
in die erste Oberfläche eingebracht sind.
12. Anordnung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest ein Teil der Gräben (2) mit einem Rand (6) des
ersten Wafers (1) verbunden ist.
13. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüchen,
dadurch gekennzeichnet,
dass die ersten Ausnehmungen (2) von der ersten Oberfläche
(4) bis in eine Tiefe (t1) von 10-50 µm in den ersten Wafer
(1) hineinragen und in einem Abstand (a1) von 10-100 µm
voneinander beabstandet sind und einen Durchmesser
oder eine Breite (d1) von 10 nm bis 1 µm aufweisen.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zweiten Ausnehmungen (5) als kreisförmige oder ovale
Löcher (5) ausgebildet sind.
15. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Bereich des Wafers, in dem die ersten und zweiten
Ausnehmungen (2, 5) miteinander verbunden sind, der minimale
Durchmesser (d2) der zweiten Ausnehmungen (5) größer ist als
der maximale Abstand (a1) der ersten Ausnehmungen (2).
16. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zweiten Ausnehmungen (5) in Reihen angeordnet sind
und dass benachbarte Reihen gegeneinander versetzt angeordnet
sind, wobei die zweiten Ausnehmungen (5) einen Durchmesser
(d2) von 50-250 µm und benachbarte zweite Ausnehmungen (5)
eine Stegbreite (a2) von 50-150 µm aufweisen.
17. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass in die zweite Oberfläche (3) des ersten Wafers (1) eine
waben- oder gitterförmige Perforierung eingebracht ist, die
aus einer Vielzahl kleiner, eng beieinander angeordneter Lö
cher (18), die durch die Stege (19) der Waben- bzw. Gitter
perforierung begrenzt sind, bestehen, wobei die Stegbreite
kleiner ist als die minimale Breite (d1) der ersten Ausneh
mungen (2) und die Löcher (18) der Waben- bzw. Gitterperfo
rierung zumindest teilweise mit den ersten Ausnehmungen (2)
verbunden sind.
18. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Gräben (2) als Makroporen ausgebildet sind.
19. Verfahren zur Herstellung einer hochtemperaturstabilen,
wiederablösbaren Bondverbindung (21) zwischen zwei Wafern (1,
5) mit den folgenden Verfahrensschritten:
- A) Ein erster und ein zweiter Wafer (1, 11) werden bereitge stellt;
- B) In eine erste Oberfläche (4) des ersten Wafers (1) wer den erste Ausnehmungen (2) und in dessen zweite Oberfläche zweite Ausnehmungen (5) eingebracht, die jeweils zumindest teilweise durchgehende Verbindungen zwischen der ersten und zweiten Oberflä che (3) des ersten Wafers (1) bilden, und sich die ersten Ausnehmungen (2) über die gesamte erste Oberfläche (4) des ersten Wafers (1) erstrecken;
- C) Auf die erste Oberfläche (4) des ersten Wafers (1) oder auf eine erste Oberfläche (12) des zweiten Wafers (11) wird eine Fliessglasschicht (13) aufgebracht;
- D) Der erste und zweite Wafer (1, 11) werden jeweils mit de ren erster Oberfläche (4, 12) benachbart derart überein andergelegt, dass eine zumindest teilweise Bedeckung ent steht;
- E) Zur Erzeugung einer Bondverbindung (21) wird eine Tempe raturbehandlung vorgenommen;
- F) Ablösen des ersten vom zweiten Wafer (1, 11), indem ein Ätzmedium von der zweiten Oberfläche (3) des ersten Wa fers (1) her durch die zweiten und ersten Ausnehmungen (5, 2) hindurch zur Bondverbindung (21) gelangt.
20. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
dass die ersten Ausnehmungen (2) bis in eine erste Tiefe (t1)
eingebracht werden und in die zweite Oberfläche (3) des zwei
ten Wafers (11) bis in eine zweite Tiefe (t2) zweite Ausneh
mungen (5) eingebracht werden, wobei die Summe aus erster und
zweiter Tiefe (t1 + t2) größer ist als die Waferdicke (t) des
ersten Wafers (1).
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
dass vor dem Verfahrensschritt (C) ein dünnes Oxid (14, 15)
auf die ersten Oberflächen (4, 12) des ersten und/oder des
zweiten Wafers (1, 11) aufgebracht wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Erzeugung der Schicht (13, 14, 15) Fliessglas durch
Aufschleudern oder Abscheiden auf mindestens einen der beiden
Wafer (1, 11) aufgebracht wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22,
dadurch gekennzeichnet,
dass vor dem Verfahrensschritt (D) ein Verfließprozess durch
geführt wird, bei dem das Fliessglas entlang der ersten O
berfläche (4) des jeweiligen Wafers (1, 11) gleichmäßig ver
fliest und durch den die ersten Ausnehmungen (2) nach oben
hin verschlossen werden.
24. Verfahren nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet,
dass nach dem Verfließprozess ein Planarisierungsprozess vor
genommen wird, durch den eine freie Oberfläche der Fliess
glasschicht (13) eingeebnet wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24,
dadurch gekennzeichnet,
dass auf eine freie Oberfläche der Fliessglasschicht (13)
mindestens eine weitere Oxidschicht aufgebracht wird.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 25,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Temperaturbehandlung gemäß Verfahrensschritt (E) zur
Bildung der festen Bondverbindung (21) bei einer Temperatur
von etwa 800°C durchgeführt wird.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 26,
dadurch gekennzeichnet,
dass die beiden übereinander liegenden Wafer (1, 11) während
der Temperaturbehandlung großflächig mit einem gleichförmigen
Druck beaufschlagt werden.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 27,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zweite Wafer (11) nach der Herstellung der Bondver
bindung (21) auf eine Dicke (t3) von kleiner 180 µm, insbeson
dere von kleiner 120 µm, gedünnt wird.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 28,
dadurch gekennzeichnet,
dass die ersten und/oder die zweiten Ausnehmungen (2, 5)
durch anisotropes Ätzen erzeugt werden.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 29,
dadurch gekennzeichnet,
dass die ersten und zweiten Ausnehmungen (2, 5) jeweils ein
Raster bilden, wobei bei der Erzeugung der ersten und zweiten
Ausnehmungen (2, 5) das Raster der ersten Ausnehmungen (2)
nicht auf das Raster der zweiten Ausnehmungen (5) justiert
wird.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 30,
dadurch gekennzeichnet,
dass vor dem Ablösen des zweiten Wafers (11) vom ersten Wafer
(1) die zweite Oberfläche (16) des zweiten Wafers (11)
und/oder die zweite Oberfläche (4) des ersten Wafers (1) mit
einer Passivierungsschicht bedeckt wird.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 31,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Ätzmedium eine Ätzflüssigkeit (20) bzw. ätzende At
mosphäre verwendet wird, mittels der die Bondverbindung (21)
zwischen den beiden Wafern (1, 11) aufgelöst oder abgelöst
wird.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 32,
dadurch gekennzeichnet,
dass vor dem Ablösen des zweiten Wafers (11) vom ersten Wafer
(1) der zweite Wafer (11) in einzelne Halbleiterbauelemente
gesägt wird.
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