專利名稱：：用于制造鍵合晶片的方法用于制造鍵合晶片的方法背景駄1、發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及用于制造鍵合晶片的方法，其包括以預(yù)定深度位置將輕元素例如氫、氦麟似的元素的離子注入到用于有源層的晶片中、鍵合晶片到用于支撐襯底的晶片以及其后經(jīng)過熱處理以使離子注入部分剝落的步驟，以皿皿種方法制造的鍵合晶片。2、相關(guān)技7i^作為制造鍵合晶片的方法，已有，例如，附胃的智能切割方法，包括為以預(yù)定深度位置將輕元素例如氣、氦或類似的元素離子注Ai(J用于有源層的晶片中以形成離子注入層的步驟、皿絕緣膜將用于有源層的晶片鍵合到用于支撐襯底的晶片的步驟、將在離子注入層處的晶片剝落的步驟以^SM31拋光減薄由于剝落暴露的有源層部分以形成具有預(yù)定膜厚的有源層的步驟。依照這個智能切割方法，鍵合后剝落的晶片部分可作為晶片被重復(fù)利用，其與傳統(tǒng)^^M不同。通皿樣的重復(fù)利用，在鍵合的晶片中，可以多次{$^—個晶片(用于有源層的晶片)，其導(dǎo)致減少材料成本。同樣，通過智能切割方法制造的晶片鄉(xiāng)厚度均勻上是極好的，以致于智能切害仿法作為具有未來潛力的制造方法而被關(guān)注。然而，至于艦智微刀害仿法制造的鍵合晶片，由于離子注入部分的剝落,大約100nm的損壞殘留在有源層的剝落表面中。因此，為了移除該損壞需要實(shí)施處理，并且因此存在有作為用于犧牲氧化的典型技術(shù)。當(dāng)在高溫下實(shí)施犧牲氧化時，然而，會引起在損壞層中出現(xiàn)的位錯在熱處理3il呈中延伸至有源層的內(nèi)部中并且在后來的步驟中作為表面缺陷出現(xiàn)在表面的問題。同樣，氧化后的晶片浸入氫氟酸(HF)中以移(^fl化膜并且經(jīng)過加強(qiáng)熱^S以及為增強(qiáng)鍵合強(qiáng)度的平面化熱處理，但是由于通過^A在氫氟酸中絕緣膜的剝落和鍵合強(qiáng)度的缺乏，后來的平面化熱處理(在氬氣，氣氣氛中以1000—1200。C的髙溫?zé)崽幚?弓胞了有源層的剝落，并且因此弓胞產(chǎn)生缺陷的問題以及打破了有源層的厚度的均勻。由陷的產(chǎn)生和有源層厚度的分散導(dǎo)致晶片器##性和劍牛性能上的顯著壞的影響，需要發(fā)展制，合晶片的方法，其中為了改善鍵合晶片的質(zhì)量在鍵合晶片中可以有效地抑帝喊陷的產(chǎn)生并且可以確保有源層的厚度的均勻。發(fā)明綜述因此，發(fā)明的目標(biāo)是提供用于制纖合晶片的方法，其中，S31在預(yù)定條件下為了減少M(fèi)ii剝落暴露的有源層表面上的損壞而連續(xù)地實(shí)施犧牲氧化的第一熱雌步驟和為了加強(qiáng)鍵合雖的第二熱處理步驟，可以抑制有源層中的缺陷的產(chǎn)生并且可均勻化厚度。為了超lj戰(zhàn)目標(biāo)，發(fā)明的概要和結(jié)構(gòu)如下(1)制造鍵合晶片的方法，其包括以預(yù)定深度位置將輕元素例如氫、氦，似的元素離子注入到用于有源層的晶片中以形成離子注入層的步驟、通過鄉(xiāng)機(jī)鵬細(xì)于有源層的晶片鍵合至用于支撐襯底的晶片上的步驟、將在該離子注入層處的該晶片剝落的步驟、為了^W131該剝落暴露的有源層表面上的損壞而進(jìn)Wft氧化的第一熱處理步驟和提高鍵合強(qiáng)度的第二熱處理步驟，其中，二熱處理步驟是在，一熱處理步驟之后不移除在該有源層表面上形成的氧1，而,行的。(2)根據(jù)條目(1)的用于制itH合晶片的方法，其中所述的第一熱處理步驟是在不高于900°C的氧氣氣氛中的熱處理。(3)根據(jù)條目(1)或(2)的制itll合晶片的方法，其中所述的第二熱步驟是在不低于1050°C的氧氣或氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行不少于2小時的熱處理。根據(jù)本發(fā)明，有可能提供用于制造鍵合晶片的方法，其中，通過在預(yù)定條件下為了減少,剝落暴露的有源層表面上的損壞而連續(xù)地實(shí)施犧牲氧化的第一熱處理步驟和為了加強(qiáng)鍵合SM的第二熱處理步驟，可以抑制有源層中的缺陷的產(chǎn)生并且可均勻化厚度。附圖簡述圖1歸出ffl31根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)方法的鍵合晶片的妒步驟淑呈圖，其中(a)示出通過熱氧化處理的用于有源層的晶片，(b)示出用于有源層的注入了H+離子的晶片，(c)示出用于支撐襯底的晶片，(d)示出鍵合了晶片(b)和(c)兩者的狀態(tài)，(e)示出緊接在皿熱處理剝落用于有源層的晶片后的狀態(tài)，(f)示出剝落用于有源層的晶片后鍵合晶片的狀態(tài)，(g)示出緊接g一熱處理之后的鍵合晶片，(h)示出緊接在第二熱處理之后的狀態(tài)，(i)示出跟隨第二熱鵬之后的緊接在以HF溶液除去氧艦之后的鍵合晶片，(j)示出緊接在平面化熱鵬之后的鍵合晶片，以及(k)示出拋纖合晶片的狀態(tài)。圖2l示出Mil傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的鍵合晶片的部分生產(chǎn)步驟的ffi圖，其中(a)示出緊接在用于,氧化的熱處理之后的鍵合晶片，(b)示出在犧牲氧化后緊接在以HF溶液去除氧髓之后的鍵合晶片，(c)示出緊接棚于增強(qiáng)鍵合強(qiáng)度和平面化晶片的熱處理之后的鍵合晶片，以及(d)示出拋光鍵合晶片的狀態(tài)。，實(shí)案的描述,參考下面的附圖描述根據(jù)發(fā)明的帶J3tH合晶片的方法。圖1^出i!31發(fā)明的^方法庫腿鍵合晶片步驟的M圖。本發(fā)明的生產(chǎn)方法是所謂的智能切割方法，包括熱氧化用于有源層的晶片1的至少一側(cè)表面以在這樣表面上形成絕緣膜3(氧化)(圖l(a))，以預(yù)定深度位置將輕元素例如氫、氦麟似的元素離子注入到用于有源層的晶片1中(優(yōu)選400—600nm深度位置)(圖1(b))，將晶片鍵合到用于支撐襯底的晶片2的晶片并13131熱在離子注入部分處剝落的步驟。M智肖針刀割方法制造的鍵合晶片具有由于在離子注入部分處剝落后在有源層表面上產(chǎn)生的損壞而產(chǎn)生缺陷以使產(chǎn)量惡化的問題。在用于解決這個問題的傳統(tǒng)技術(shù)中，如圖2中所示，使用生產(chǎn)方法，該方,括為了減少在皿剝落暴露的有源層的表面上的損壞而進(jìn)fiW4氧化的熱處理步驟(圖2(a))、移除在晶片表面上的氧化膜的步驟(圖2(b))以朋于加強(qiáng)鍵合5破和平面化晶片的熱鵬步驟(圖2(c))。然而，傳統(tǒng)的犧牲氧化在大約950°C的高鵬、鵬下進(jìn)行，以致于存在有在熱，，中存在在有源層表面的損傷中的位錯延伸至有源層的內(nèi)部并且在后來的步驟中超i該面作為表面缺陷的問題。同樣，在傳統(tǒng)技術(shù)中，在保留氫注入損傷的有源層表面的鄰近在氧化步驟中氧化以將損傷區(qū)域歸還為Si02(氧化膜ll)，并且然后艦HF溶液去總化膜ll以除去損傷區(qū)域。既然這樣，然而，它趨向于移除位于晶片平臺區(qū)域的絕緣膜的夕卜圍纖部分，其基本上不應(yīng)該被移除。結(jié)果，在后來的為了增強(qiáng)鍵合^S和平面化晶片的熱處理步驟中，弓閨由于平面化熱鵬部分剝離有源層以產(chǎn)生缺陷并且破壞有源層的厚度均勻的問題。本發(fā)明人對上述問題已做了各種各樣的研究并且發(fā)現(xiàn)制造鍵合晶片的方法，其中，在犧牲氧化(第一熱處理)之后在移除在有源層表面上產(chǎn)生的氧化膜之前通皿續(xù)行為了加強(qiáng)鍵合強(qiáng)度(第二熱處理步驟)的熱處理步驟，改善了鍵合強(qiáng)度而不移除在鍵合界面處的絕緣膜的外圍i^部分，并且因此，在后來的平面化熱處理步驟中可阻止有源層的剝落以及可抑葡厥陷的產(chǎn)生和可以^if度均勻化。在根據(jù)發(fā)明的具體生產(chǎn)方法中，如圖1中所示，輕元素例如H+的離子被注入至懼有熱氧化絕緣膜3在其表面上(圖1(a))的用于有源層的晶片中，以被巨表面預(yù)定深度位置處形成離子注入層4(圖1(b))。然后，用于有源層的晶片1鍵合到用于支撐襯底的晶片2(圖1(d))上并且在氮?dú)鈿夥罩幸灶A(yù)定溫度，，在400—600。C的范圍內(nèi)進(jìn)行熱,，以在離子注入層4處剝落用于有源層的晶片的殘余5(圖1(e))。其后，在預(yù)定條fTF，為了減少由于剝落暴露的有源層表面的損傷，對m51剝落暴露的有源層7(圖l(f))進(jìn)^ffi牲氧化(第一熱M步驟)，如圖1(g)中所示，,在不高于900°C的氧氣氛中進(jìn)行。在第一熱處理步驟之后，如圖1(h)中所示，在預(yù)定條件下，鍵合晶片經(jīng)過熱處理，雌在不低于1050°C不少于2個小時的氧或氮?dú)夥罩?，而不用HF溶艦行有源層表面上的氧鵬的移除(第二熱,步驟)。然后，在Mil將鍵合晶片101浸入預(yù)定的清潔溶液中亥觸和移除在晶片表面上形成的氧，11的步驟之后(圖1(i))，對有源層7進(jìn)^平面化熱處理(圖1(j))以及然后ffiiM光減薄(圖1(k))。這樣，有可育蹄J造出肖,制有源層中缺陷的產(chǎn)生和均勻化膜厚度的鍵合晶片。財(cái)卜，第一熱處理步驟,是在不高于900。C在氧氣氣氛中的熱處理。當(dāng)熱M^J^190(TC時，在熱31程中存在源層7中的損傷作為晶體缺陷或位錯延伸到有源層7的內(nèi)部以使得結(jié)晶度惡化的擔(dān)心。另一方面，當(dāng)在除了氧氣之外的氣氛中進(jìn)行熱M時，不能完絲除損傷層。進(jìn)一步，第二熱處理步驟，是在不低于1050°C進(jìn)行不少于兩小時的在氧氣或氮?dú)鈿夥罩械臒狴i。當(dāng)熱處理MJt低于1050°C時，不能獲得足夠的鍵合強(qiáng)度，盡管當(dāng)在除了氧氣或氮?dú)庵獾臍夥罩袑?shí)施熱處理時，在熱處理時間少于兩小時不能得到足夠的鍵合強(qiáng)度。在使用還原氣體的情況下，ilil這樣的氣體弓胞在有源層表面中的亥雌。財(cái)卜，只要包鄉(xiāng)氟酸(HF)，對為了移除氧化膜而使用的清潔溶液沒有特別的限制，并且包括，例如，包括占(bymassof)0.1-50%質(zhì)量的一個或多種從由檸檬酸、丁二酸、乙二胺四乙酸二鉀、酒石酸、7K楊酸、草酸、乙酸以及蟻酸組成的組中衫謎的有機(jī)酸以及占0.005力.25%質(zhì)量的氫氟酸盼清潔溶液。另外，平面化熱鵬還是i柳為了使有源層表面的不平坦平滑的還原反應(yīng)的高溫?zé)狴i，其包括，例如，在1000-1200。C在氬氣或氫氣氣氛中的熱鵬。盡管上面僅iXMil參考發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是在本發(fā)明范圍內(nèi)可做出各種各樣的修正。(實(shí)施例l)在具有300nm尺寸的用于有源層的硅晶片上形成150nm的氧化膜，并且其后注入氫氣的離子(加速電壓50keV，齊l遣1X10"/cm2),然后將用于有源層的晶片鍵合到用于支撐襯底的晶片上。使鍵合晶片在氮?dú)鈿夥罩性?00°C接受30射中的熱處理以剝落注入了氫離子的部分。使剝落之后的鍵合晶片接受在氧氣氣氛中保持在850。C皿立式熱M爐熱處理90射中(第一熱，)以皿一步在氧氣氣氛中保持在1050°C皿相同熱處理爐熱處理120辦中(第二熱處理)。在第二熱，之后，將^合晶片、;SA包含作為有機(jī)酸的0.5質(zhì)量％機(jī)酸和0.01質(zhì)*%氫氟酸(HF)的HF溶液中，以除去氧傾，然后鄉(xiāng)紐在氬氣氣氛中在noo。c平面化熱^bS120^H中以庫iJ3t^合晶片。(比較實(shí)施例l)鍵合晶片是以與實(shí)施例1中相同的方式制造的，除了第一熱處理溫度是950oC外。(比較實(shí)施例2)鍵合晶片是以與實(shí)施例1中相同的方式偉'臘的，除了第一熱處理氣氛氣體趟氣外。(比較實(shí)施例3)鍵合晶片是以與實(shí)施例1中相同的方式制造的，除了第二熱處理溫度是1000°C外。(實(shí)施例2)鍵合晶片是以與實(shí)施例1中相同的方式制造的，除了第二熱，氣氛氣體是氮，。(比較實(shí)施例4)鍵合晶片是以與實(shí)施例1中相同的方式制造的，除了第二熱，氣氛氣體魏，。(比敏施例5)鍵合晶片是以與實(shí)施例1中相同的方式審臘的，除了第二熱，M時間是一小時外。(比較實(shí)施例6)鍵合晶片是以與實(shí)施例1中相同的方式制造的，除了絲一熱鵬步mt后并且在第二熱M步船前iiid:浸入HF溶液中絲除有源層表面上的氧化麟。(iW方法)艘測試的齡戰(zhàn)晶片、MAHF溶液(49質(zhì)量％)中大約30射中，其縱呈中通過光學(xué)顯微鏡的手^M察在晶片中檢湖啲HF缺陷，以計(jì)算每1平方厘米的缺陷密度。同樣，艦用厚度測S^S測量有源層的厚度并且取晶片中厚度的最大值和最小值之間的差異來計(jì)算有源層厚度均勻性。這些測量結(jié)果在表l中示出。虹在實(shí)施例和比較實(shí)施例中的有源層的HF缺陷密度和厚度均勻性<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>如從表l中的結(jié)果戶，到的，當(dāng)與依照傳統(tǒng)方法的比較實(shí)施例6中的鍵合晶片的那離相比時，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1和2中獲ffW源層的HF缺陷密度和厚度均勻性兩者的良好的數(shù)值。另一方面，在其中第一熱處理溫度超過900。C的比較實(shí)施例1中，其中第一熱鵬氣氛氣體是除了氧^t外的氣體的比^施例2，在其中第二熱低于1050°(:的比較實(shí)施例3中，其中第二熱處理氣氛氣體是除了氧氣或氮?dú)庵獾臍怏w的比較實(shí)施例4，以及在其中第二熱處理的處理時間少于2小時的比較實(shí)施例5中，有源層的HF缺陷密度和厚度均勻性的兩者的數(shù)值都比其中WMt在，范圍內(nèi)的實(shí)施例1的那些鶴。ISM這個發(fā)明，可提供用于制造鍵合晶片的方法，其中M51在預(yù)定剝牛下為了減少由剝落暴露的有源層表面上損傷而連續(xù)地實(shí)施氧化的第一熱處理步驟以及為增加鍵合強(qiáng)度的第二熱處理步驟，可抑制有源層中缺陷的產(chǎn)生并且可以均勻化厚度。權(quán)利要求1.一種用于制造鍵合晶片的方法，其包括以預(yù)定深度位置將輕元素例如氫、氦或類似的元素的離子注入到用于有源層的晶片中以形成離子注入層的步驟、通過絕緣膜將該用于有源層的晶片鍵合至用于支撐襯底的晶片上的步驟、將在該離子注入層處的該晶片剝落的步驟、為了減少通過該剝落而暴露的有源層表面上的損壞而進(jìn)行犧牲氧化的第一熱處理步驟和提高鍵合強(qiáng)度的第二熱處理步驟，其中該第二熱處理步驟是在該第一熱處理步驟之后不移除在該有源層的表面上形成的氧化膜而連續(xù)地進(jìn)行的。2.根據(jù)權(quán)利要求l的制^^合晶片的方法，其中所述的第一熱鵬步驟是在不高于900。C的氧氣氣氛中的熱處理。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的制，合晶片的方法，其中所述的第二熱處理步驟是在不低于1050°C的氧氣或氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行不少于2小時的熱處理。全文摘要用于制造鍵合晶片的方法。通過包括以預(yù)定的深度位置將輕元素例如氫、氦或類似的離子注入到用于有源層的晶片中以形成離子注入層的步驟、通過絕緣膜將該元素的用于有源層的晶片鍵合至用于支撐襯底的晶片上的步驟、將在該離子注入層處的該晶片剝落的步驟、為了減少通過該剝落暴露的有源層表面上的損壞而進(jìn)行犧牲氧化的第一熱處理步驟和提高鍵合強(qiáng)度的第二熱處理步驟的方法制造鍵合晶片，其中該第二熱處理步驟是在該第一熱處理步驟之后不移除在該有源層的表面上形成的氧化膜而連續(xù)地進(jìn)行的。文檔編號H01L21/84GK101118845SQ200710146439公開日2008年2月6日申請日期2007年7月20日優(yōu)先權(quán)日2006年7月20日發(fā)明者奧田秀彥,草場辰己申請人:株式會社Sumco