Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6539658B2 - キャリア−基材接着システム - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6539658B2 - キャリア−基材接着システム - Google Patents

キャリア−基材接着システム Download PDF

Info

Publication number
JP6539658B2
JP6539658B2 JP2016536327A JP2016536327A JP6539658B2 JP 6539658 B2 JP6539658 B2 JP 6539658B2 JP 2016536327 A JP2016536327 A JP 2016536327A JP 2016536327 A JP2016536327 A JP 2016536327A JP 6539658 B2 JP6539658 B2 JP 6539658B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carrier
binder
membrane
permeable carrier
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2016536327A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016531445A (ja
Inventor
コーリー・パトリック・フセトラ
ヘンリー・イグナチウス・スミス
ジェイ・ジェイ・フセトラ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Massachusetts Institute of Technology
Original Assignee
Massachusetts Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Massachusetts Institute of Technology filed Critical Massachusetts Institute of Technology
Publication of JP2016531445A publication Critical patent/JP2016531445A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6539658B2 publication Critical patent/JP6539658B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82BNANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B82B3/0009Forming specific nanostructures
    • B82B3/0038Manufacturing processes for forming specific nanostructures not provided for in groups B82B3/0014 - B82B3/0033
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/70Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping
    • H10P72/74Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P10/00Bonding of wafers, substrates or parts of devices
    • H10P10/12Bonding of semiconductor wafers or semiconductor substrates to semiconductor wafers or semiconductor substrates
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/70Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping
    • H10P72/74Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H10P72/7448Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support the bond interface between the auxiliary support and the wafer comprising two or more, e.g. multilayer adhesive or adhesive and release layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00Electrical equipment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2551/00Optical elements
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/70Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping
    • H10P72/74Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H10P72/7412Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support the auxiliary support including means facilitating the separation of a device or wafer from the auxiliary support
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/70Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping
    • H10P72/74Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H10P72/7416Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support used during dicing or grinding
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/70Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping
    • H10P72/74Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H10P72/7434Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support used in a transfer process involving at least two transfer steps, i.e. including an intermediate handle substrate
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/70Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping
    • H10P72/74Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H10P72/744Details of chemical or physical process used for separating the auxiliary support from a device or a wafer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

本願は、2013年8月22日出願された米国仮出願第61/868765号、及び2014年5月29日に出願された米国仮出願第62/004549号、及び2014年8月14日に出願された米国特許出願第14/459879号の優先権を主張する。これらの開示は、その全体が参照により本明細書で援用される。
本発明は、米国空軍科学研究局によって授与された助成金番号FA9550−08−1−0379の下で米国政府の支援を受けてなされたものである。米国政府は、本発明において一定の権利を有する。
背景
三次元ナノ構造は、素子が埋設されたフォトニック結晶、三次元半導体集積電子装置、三次元半導体メモリ、組織の足場、傾斜光屈折率部品、異種単結晶格子不整合構造といった様々な用途に有用性を有する。
いくつかの具体例では、これらの三次元ナノ構造は、予めパターニングされた複数の膜を互いに位置合わせし、積層することにより製造される。典型的には、これらの膜の一部がパターニングされる。このパターニングは、細孔、すなわち埋め込まれる化学元素、電子若しくは光子素子又は他の構造の領域の導入を含む場合がある。さらに、パターニングは、膜を複数の分離部分に分割することを含む場合がある。
パターニングされた膜を積層するために様々な技術が記載されている。例えば、それぞれの膜をフレーム上に配置することができる。このような具体例では、切断点を使用することにより膜を外枠に結合させることができる。装着されたフレームを有するパターニング膜は、基材又は予め付着された膜に位置合わせされる。位置合わせ後に、切断点を切断し、それによってフレームを膜から分離させることができる。
しかし、この技術は、特定の用途では許容できる場合もあるが、圧縮応力を有する膜又は分離膜に適さない場合もある。
したがって、膜を運び、そして位置合わせして三次元ナノ構造を生じさせるための改善されたキャリアシステムがあれば有益であろう。
概要
三次元ナノ構造を生成するためのシステム及び方法が開示される。このシステムは、気化性又は昇華性のいずれかである結合剤を使用してキャリアに結合された基材を備える。キャリアは、ガラス又はガラス状物質であることができる。いくつかの実施形態では、キャリアは透過性であることができる。例えば、キャリアは、結合剤が加熱されたとき又はそうでなければ気体に変換されたときに逃げることができる1個以上の孔を有することができる。シリコンなどの基材は、結合剤を使用してキャリアに結合される。続いて、基材は、所望の膜を形成するように処理加工される。この処理加工は、リソグラフィ手段及びエッチング又はパターンの他の手段による研削、研磨及びパターニングを含むことができる。その後、処理加工された膜を受容基材又は予め配置した膜に位置合わせする。いったん適切に位置合わせしたら、結合剤を加熱し、圧抜きし、又はそうでなければ昇華若しくは気化させ、それにより処理加工膜をキャリアから離す。このプロセスを複数回繰り返して膜の所望のスタックを構築することができる。
一実施形態では、三次元ナノ構造の生成方法は、処理加工を受ける基材を、結合剤を使用してキャリアに取付け;基材を薄化し処理加工して膜を形成させ;該取り付けられた膜を有する該キャリアを受容基材に位置合わせし;該膜と該受容基材又は該受容基材上に配置された予め付着した膜とを接触させ;及び結合剤を気化又は昇華させて該キャリアから該膜を脱離させることを含む。
別の実施形態では、三次元ナノ構造の生成方法は、処理加工を受ける基材を、結合剤を使用して透過性キャリアに取付け;該基材を薄化し処理加工して膜を形成させ;該キャリア及び該付着した膜を該受容基材に位置合わせし;該膜と該受容基材又は該受容基材上に配置された予め付着した膜とを接触させ;及び該結合剤を固体から気体に移行させて該キャリアから該膜を脱離させ、その際、該結合剤からの気体が該透過性キャリアに通る又は該透過性キャリアを介して通ることを含む。
本発明をよく理解するために、参照により援用される次の添付図面を参照されたい。
図1Aは、取付け前のキャリア及び基材を示す。 図1Bは、キャリアに結合された基材を示す。 図2Aは、研磨後のキャリアに結合した膜を示す。 図2Bは、パターニング後の図2Aの膜を示す。 図2Cは、図2Bの膜の上面図である。 図3Aは、受容基材に位置合わせされるときの図2Bの膜及びキャリアを示す。 図3Bは、膜を積層した後に生成されたナノ構造を示す。 図4は、一実施形態に係るフローチャートを示す。 図5は、一実施形態に係る多孔質キャリアを示す。 図6は、一実施形態に係るキャリアとして使用することができる材料の拡大図を示す。
詳細な説明
基材をキャリアに固定し、その後処理加工して膜を生成する。その後、この膜を受容基材又は予め付着させた他の膜の上部に積み重ねて三次元ナノ構造体を生成することができる。
図1Aは、処理加工前のキャリア10及び基材20を示す。キャリア10は、任意の半硬質の非晶質若しくは結晶質材料又は複合材料であることができる。いくつかの実施形態では、キャリア10は、可撓性ガラス又は同様の材料とすることができる。キャリア10の寸法は様々なものとすることができる。例えば、その長さ及び幅は、生成されている膜のサイズに基づくことができる。一実施形態では、キャリア10は、25mmの直径を有することができるが、他の寸法も本開示の範囲内である。また、キャリア10の厚さも様々なものとすることができるが、いくつかの実施形態では1mm〜10mmの間とすることができ、他の厚さも可能である。
いくつかの実施形態では、キャリア10は透過性であることができる。一実施形態では、キャリア10の透過度は1×10-2ミリダルシーよりも大きくてよい。透過性キャリア10は様々な構成及び材料のものとすることができる。例えば、一実施形態では、キャリア10は、図5に示すように、キャリア10の厚みを通して延在する1個以上の孔12を含有する。これらの孔12は、ナノメートル〜数百マイクロメートルの範囲の直径を有することができるが、この直径は変更できる。キャリア10の空隙率は、20%を超えることができる。いくつかの実施形態では、空隙率は50%を超える。孔12の目的は、以下でより詳細に説明する。
別の実施形態では、キャリア10は、ガスがキャリアを通過するのを可能にするのに十分に大きな粒子間の経路を残して限定された箇所でのみ互いに接触する粒子を含む材料から構成されるため、多孔質である。例えば、図5は、このような材料の図を示しており、この材料は、この実施形態では焼結ガラスである。図5は、粒子間の経路が見えるように材料の拡大図を示す。もちろん、粒子間の経路を備える他の材料を使用してもよく、本発明は、この材料や任意の他の特定の材料に限定されるものではない。
別の実施形態では、キャリア10は、孔及び経路を有することなく透過可能な材料から構成できる。例えば、ポリジメチルシロキサン(PDMS)などの材料は、気体に対して透過性である。もちろん、他の材料もこの特性を有する場合があり、本発明は任意の特定の材料に限定されるものではない。
したがって、用語「透過性キャリア」とは、結合剤のガス状物の通過を可能にする任意の材料をいう。この透過性は、様々な方法で達成できる;そのうちのいくつかは上に記載されている。しかしながら、他の透過性キャリアも本発明の範囲内である。
基材20は、任意の適切な材料又は複合材料とすることができ、また半導体材料であってもよい。いくつかの実施形態では、基材は、既にパターン微細構造を含むことができる。所定の実施形態では、基材20はシリコン基材であることができる。処理加工前の基材20の寸法は様々なものであることができる。いくつかの実施形態において、基材20は、取り扱いが便利で、かつ、破損を受けにくいサイズのものである。例えば、いくつかの実施形態では、処理加工前の基材20の直径は約1cmとすることができる。いくつかの実施形態では、基材20は、それよりも大きくてよく、数十センチメートルの直径とすることができる。処理前の基材の厚さは、1ミリメートルの約半分であってもよいし、それよりも厚くても薄くてもよい。
図1Bに示すように、その後、基材20を、結合剤15を使用してキャリア10に固定させる。この結合剤15は、気化性又は昇華性の接着剤又は複数の接着剤層であることができる。用語「気化性」は、気体状態に容易に移行することができる材料をいうために使用される。用語「昇華性」は、最初に溶融することなく固体状態から気体状態に直接移行できる材料をいうために使用される。一実施形態では、液体結合剤は、加熱され、減圧され又はそうでなければ刺激されると、気相に移行する。別の実施形態では、固体結合剤は、加熱され、減圧され又はそうでなければ刺激されると、まず溶融することにより液体に移行し、その後気化して気相になる。別の実施形態では、固体結合剤は、加熱され、減圧され又はそうでなければ刺激されると、気相に直接昇華する。
結合剤15は、蒸着、スピンコーティング、ドロップキャスティングなどの多数の異なる方法でキャリア10に適用できる。別の実施形態では、可溶性ゲル(ゾル−ゲル)を、結合剤15が予め被覆された基材20上で硬化させることができる。他の技術も使用することができ、本発明によって限定されるものではない。
基材20が結合剤15を使用してキャリア10に固定されると、結合剤15は固化することができる。その後、基材20を処理加工することができる。基材20を薄化してその厚さを減少させることができる。例えば、基材20は、図2Aに示すようにその厚みを減少させるように研削及び研磨できる。別の実施形態では、基材20を剥離して基材から薄膜層を切り離すことができる。別の実施形態では、基材20をエッチングして所望の厚さの膜を形成させることができる。薄化処理が完了したときに、基材20は、約300nmの厚さを有することができるが、他の寸法も可能である。基材20は、いったん薄化されたら、膜21ということができる。
膜21を適宜さらに処理加工することができる。例えば、リソグラフィ及びエッチングのプロセスを使用して、図2Cに示すように膜21にパターンを生成させることができる。このパターニングを使用して、膜21に様々なタイプの構造を生成させることや、このパターニングを使用して、図2Cに示すように、膜21を複数のディスジョイント部22に隔離することができる。例えば、基材をさらに処理加工して膜内又は膜上にパターン又は複雑な微細構造を生成することができる。これらの微細構造は、電子素子、機械素子及び光素子を含むことができる。生成できる微細構造のタイプは、本発明によって限定されるものではない。
さらに、膜21をその微細構造と共にパターニングする間に、図2B及び2Cに示すように、キャリア10及び/又は膜21をパターニングして整列マーク11を生成することもできる。この実施形態では、整列マーク11は、膜21のパターニングに対して既知の空間的関係を有するように生成される。これらの整列マーク11は、以下でより詳細に説明するように、受容基材に対してパターン化膜21を位置合わせするのに役立つ。
別の実施形態では、整列マーク11は、膜21のパターニング前にキャリア10上に既に存在していてよい。このような実施形態では、膜21のパターニングは、予め存在している整列マークをガイドとして使用して実行できる。言い換えると、パターニングは、予め存在している整列マーク11に対して位置合わせするように実行される。
図2B及び図2Cに示すように、整列マーク11は、キャリア10にエッチングできる。しかしながら、他の実施形態では、整列マーク11は、他の方法、例えばレリーフパターン又は金属パターンとして、キャリア10上に配置できる。また、整列マーク11は、ディスジョイント部22上に配置でき又はディスジョイント部にエッチングできる。
いくつかの実施形態では、整列マーク11は、受容基材にキャリア10を少なくとも2つの直交する方向に位置合わせできるように生成される。
三次元構造が受容基材上に構成される。この受容基材は、以下に説明するように、キャリア10上の整列マーク11と整列させることを目的とする整列マークを有することができる。
図3Aは、膜のスタック23が既に上に配置された受容基材40を示す。また、受容基材40は、キャリア10に位置合わせする整列マーク41を有する。
それぞれの膜21を、次のように受容基材40上に付着させる。まず、基材20を、結合剤15を使用してキャリア10に固定する。続いて、基材20を薄化し処理加工して膜21及びその上又はその中の任意のパターンを生成させる。上記のように、整列マーク11を、膜21上のパターンに対して固定された既知の空間的関係を有するようにキャリア10上に配置する。整列マーク11は、膜のパターニングプロセス中に生成してもよいし、予め存在していてもよい。
その後、図3Aに示すように、キャリア10を受容基材40の近くに移動させ、そして配置する。一実施形態では、キャリア10は、受容基材40上に、膜21が下に向いた状態で配置される。次に、キャリア10を、整列マーク11及び41を使用して受容基材40に位置合わせする。上記のように、いくつかの実施形態では、整列マーク11及び41は、少なくとも2つの直交する方向で位置合わせを可能にする。このシナリオでは、キャリア10は、3つの並進軸及び2つの回転軸を含めて6つの自由度全てにおいて移動可能である。他の実施形態では、位置合わせは、それよりも少ない方向で実行できる。例えば、一実施形態では、整列マーク11及び41は、少なくとも一方向での整列を可能にする。
位置合わせは、多数の方法で実行できる。いくつかの実施形態では、当該技術分野で知られているものとして示される心合わせ方法を使用して、キャリア10を受容基材40に合わせる。もちろん、他の位置合わせ方法を使用することもできる。
その後、キャリア10を、膜21が受容基材40に接触するように移動させる。1個以上の膜21のスタック23が既に受容基材40上に配置されている場合には、新たな膜21を既存の膜のスタック23の上に降ろす(図3Aを参照)。図3Aは、膜21が受容基材40上に降ろされていることを示しているが、他の実施形態が可能である。例えば、キャリア10を受容基材40の下に配置し、受容基材40上に膜21を配置するように持ち上げることができる。キャリア10を受容基材40に対して配置し、そして位置合わせし、それによって膜21をキャリア10から取り外し、そして受容基材40上に配置することができる、キャリア10及び受容基材40のいかなる方向付けも本発明の範囲内である。
膜21は、任意に表面対表面接触結合、いわゆるファンデルワールス結合を使用して受容基材40又はスタック23に取り付け、その後受容基材40に対する膜21の結合を向上させる追加の熱プロセスを行うことができる。一実施形態では、シリコン膜21を数分間にわたって300℃超で互いに接触した状態でアニールすると、接触膜21間に準共有結合が形成し得る。別の実施形態では、接着剤を使用して、膜21を受容基材40又は膜のスタック23に固定することができる。他の実施形態では、はんだバンプを使用して隣接する膜21におけるビアを接続することができる。
膜21が適切に配置されたら、結合剤15を膜21とキャリア10との間から除去する。これは、結合剤15を、該結合剤が気化又は昇華するように加熱することにより行うことができる。或いは、気化又は昇華プロセスを加速させるように、局所雰囲気の圧力を低下させることができる。いくつかの実施形態では、結合剤15を他の方法で刺激することができる。例えば、光などの電磁放射を使用して結合剤15を気化させ又は昇華を促進させることができる。結合剤15を固体から気体に変化させる機構の任意の組み合わせを使用して結合剤15を除去することができる。結合剤15の除去は、図3Bに示すように、膜21をキャリア10から分離させ、そして受容基材40上に積層した状態にする。
キャリア10における孔12(図5参照)は、結合剤15の気化又は昇華によって生成されたガスをキャリア10に容易に通過させる。孔12がないと、結合剤15の気相の形成が阻害される;形成する任意のガスは、完全には除去されず、キャリア10と膜21との間に閉じ込められたままとなる場合があり、これは望ましくない結果となり得る。
気化性結合剤の例としてはナフタレンが挙げられるが、他の結合剤を使用してもよい。
気化性結合剤15からの蒸気は凝縮し、キャリア10からの膜21の分離を阻害し又はさらに困難にする表面張力を生成する場合がある。昇華性結合剤を使用すると、キャリア10と膜21との蒸気凝縮の可能性が排除される。昇華は、固体から気体への直接変換だからである。
いくつかの実施形態では、昇華性結合剤を使用することができる。昇華性結合剤は、ナフタレン、アントラセン、テトラセン又はペンタセンであることができる。いくつかの実施形態では、融点より低い昇華点を有する任意のポリ芳香族炭化水素を使用することができる。また、他の結合剤も昇華性であってよく、本発明は上記の列挙には限定されない。
図4は、三次元ナノ構造の生成を示すプロセスフローを示す。まず、工程100に示すように、処理加工を受ける基材をキャリアに装着する。処理加工を受ける基材は、気化性又は昇華性結合剤を使用して装着される。上記のように、処理加工を受ける基材はシリコンなどの半導体とすることができる。
処理加工を受ける基材をキャリアに装着した後に、プロセス110に示されるように、この基材を薄化し及び/又は処理加工する。一実施形態では、基材を研削及び研磨してその厚みを所望の厚みにまで減少させる。別の実施形態では、基材を、基材から薄膜層を切り離すように剥離することができる。別の実施形態では、基材をエッチングして所望の厚さの膜を形成させることができる。さらに、基材をさらに処理加工して膜内又は膜上にパターン又は複雑な微細構造を生成することができる。微細構造の種類としては、電子、機械及び光素子が挙げられるが、本発明によって限定されるものではない。基材又は膜上にパターン及び微細構造を生成させるために実施される処理の種類は、本発明によって限定されるものではない。
基材を薄化し及び/又は他の方法で処理加工した後に、これを膜ということができる。この膜は、プロセス100で適用された結合剤によりキャリアに固定されたままである。工程120に示すように、その後処理加工膜を有するキャリアを受容基材に位置合わせする。これを行うために、キャリアを、膜がキャリアの底面に固定されるように位置付けすることができる。上記のように、他の実施形態では、受容基材をキャリア上に配置し、膜をキャリアの上面に固定する。膜がキャリアに固定され、キャリアと受容基材との間に配置されるいかなる方向付けも使用することができる。
その後、キャリアを受容基材の近くに移動させる。キャリア及び受容基材の少なくとも一方を他方に対して移動させて位置合わせを達成する。キャリア及び受容基材は、両方とも、位置合わせプロセスを容易にするための整列マークを含むことができる。位置合わせは、視覚システム又は他のシステムを使用して実行できる。
位置合わせしたら、工程130に示すように、キャリアを受容基材に向けて移動させる。表面対表面の接触結合(ファンデルワールス結合と呼ばれる場合が多い)を使用して、キャリアに固定された膜を受容基材又は膜のスタックの予め取り付けられた膜に取り付けることができる。また、この取付けプロセス中に永久接着剤及び他の接着促進材料を使用することもできる。また、アニール処理を使用して、膜と受容基材又は他の処理加工された膜との間に共有結合又は準共有結合を形成させることも可能である。いくつかの実施形態では、アニール処理は、それぞれの膜を膜のスタックに追加した後に実行される。他の実施形態では、積層が完了した後にアニール処理を行う。
キャリアに取付けた膜と受容基材との結合又はキャリアに取付けた膜と受容基材上に位置する膜との結合が生じたら、工程140に示すように、結合剤は、固体から気体に移行する。これは、気化又は昇華によって行うことができる。これは、圧力、温度及び/又は電磁放射線を使用して行うことができる。この場合に気体の状態の結合剤は、キャリアの孔に及び/又はキャリアの孔を通って逃げることができ、キャリアからの膜の分離を容易にすることができる。他の実施形態では、気体は、キャリアが孔を備えなくてもキャリアを介して逃げることができる。
一実施形態では、キャリアを再度使用して、図4のプロセス100〜140を繰り返して他の基材を膜に処理加工することができる。別の実施形態では、キャリア自体は使い捨てであるため、廃棄される。第1膜を受容基材上に直接付着させることができる一方で、その後の膜を予め取り付けられた膜上に付着させ、それによって三次元構造を構築することができる。上記アニールプロセスは、互いに隣接した膜の結合を容易にすることができる。
本発明は、本明細書に記載の特定の実施形態による範囲に限定されるべきではない。実際に、本明細書に記載したものの他に、本発明に対する他の様々な実施形態及び改変は、当業者であれば上記説明及び添付図面から明らかであろう。したがって、このような他の実施形態及び改変は、本発明の範囲に含まれるものとする。さらに、本発明は、本明細書において、特定の目的のために特定の環境での特定の実施の文脈で説明してきたが、当業者であれば、その有用性はそれに限定されるものではなく、本発明は、任意の目的のために任意の環境で実施できることが分かるであろう。したがって、特許請求の範囲は、ここで説明した本発明の全範囲及び精神に鑑みて解釈すべきである。
10 キャリア
11 整列マーク
12 孔
15 結合剤
20 基材
21 膜
23 膜のスタック
40 受容基材
41 整列マーク

Claims (29)

  1. 三次元ナノ構造を生成する方法であって、次の工程:
    気化性又は昇華性結合剤を使用して、処理加工を受ける基材を透過性キャリアに取付け;
    該基材を薄化し処理加工して膜を形成させ;
    該キャリア及び該取付けられた膜を受容基材に位置合わせし;
    該膜と該受容基材又は該受容基材上に配置された予め付着した膜とを接触させ;及び
    該結合剤を固体から気体に移行させて該透過性キャリアから該膜を脱離させ、その際、該結合剤からの気体が該透過性キャリアに通る又は該透過性キャリアを介して通ること
    を含む方法。
  2. 前記透過性キャリアがそれを貫通する孔を備える、請求項1に記載の方法。
  3. 前記透過性キャリアが20%を超える空隙率を有する、請求項2に記載の方法。
  4. 前記透過性キャリアが50%を超える空隙率を有する、請求項2に記載の方法。
  5. 前記透過性キャリアが1×10-2ミリダルシーよりも大きい透過度を有する、請求項1に記載の方法。
  6. 前記透過性キャリアが粒子を備え、該粒子は、前記結合剤からの気体が通過する該粒子間の経路を残して限定された箇所でのみ互いに接触する、請求項1に記載の方法。
  7. 前記処理加工がリソグラフィ及びエッチングを含み、複雑な微細構造が形成される、請求項1に記載の方法。
  8. 前記微細構造が電子素子、機械素子及び光素子を含む、請求項7に記載の方法。
  9. 前記接触工程後に前記膜をアニールして、該膜を前記受容基材又は該受容基材上に配置された予め付着した膜に取付けるのを容易にすることをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  10. 前記取付け工程、薄化工程、位置合わせ工程、接触工程及び移行工程を膜のスタックが生成されるまで複数回繰り返すことをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  11. 前記膜のスタックが生成された後にアニーリングすることをさらに含む、請求項10に記載の方法。
  12. 前記結合剤が昇華性である、請求項1に記載の方法。
  13. 三次元ナノ構造を生成する方法であって、次の工程:
    気化性又は昇華性結合剤を使用して、処理加工を受ける基材を透過性キャリアに取付け;
    該基材を薄化し処理加工して膜を形成させ;
    該取付けられた膜を有する該キャリアを受容基材に位置合わせし;
    該膜と該受容基材又は該受容基材上に配置された予め付着した膜とを接触させ;及び
    温度を上昇させ又は局所雰囲気の圧力を低下させて該結合剤を気化させ、それによって該膜を該透過性キャリアから脱離させ、気化した結合剤を該透過性キャリアに通す又は該透過性キャリアを介して通すこと
    を含む方法。
  14. 前記処理加工がリソグラフィ及びエッチングを含み、複雑な微細構造が形成される、請求項13に記載の方法。
  15. 前記微細構造が電子素子、機械素子及び光素子を含む、請求項14に記載の方法。
  16. 前記接触工程後に前記膜をアニールして、該膜を前記受容基材又は該受容基材上に配置された予め付着した膜に取付けるのを容易にすることをさらに含む、請求項13に記載の方法。
  17. 前記キャリア及び前記受容基材がそれぞれ整列マークを備え、前記位置合わせが光学的方法を使用することを含む、請求項13に記載の方法。
  18. 前記結合剤が気化性である、請求項1に記載の方法。
  19. 気化性又は昇華性結合剤によって透過性キャリアに取付けられた膜を取り外す方法であって、
    該結合剤を固体から気体に移行させて該透過性キャリアから該膜を脱離させ、その際、該結合剤からの気体が該透過性キャリアに通る又は該透過性キャリアを介して通ること
    を含む方法。
  20. 前記透過性キャリアがそれを貫通する孔を備える、請求項19に記載の方法。
  21. 前記透過性キャリアが20%を超える空隙率を有する、請求項20に記載の方法。
  22. 前記透過性キャリアが50%を超える空隙率を有する、請求項20に記載の方法。
  23. 前記透過性キャリアが1×10-2ミリダルシーよりも大きい透過度を有する、請求項19に記載の方法。
  24. 前記透過性キャリアが粒子を備え、該粒子は、前記結合剤からの気体が通過する該粒子間の経路を残して限定された箇所でのみ互いに接触する、請求項19に記載の方法。
  25. 前記結合剤が昇華性である、請求項19に記載の方法。
  26. 前記結合剤が気化性である、請求項19に記載の方法。
  27. 気化性又は昇華性結合剤を用いて透過性キャリアに取付けられた材料を取り外す方法であって、
    温度を上昇させ又は局所雰囲気の圧力を低下させて該結合剤を気体に移行させ、それによって該材料を該透過性キャリアから脱離させ、気化した結合剤を該透過性キャリアに通す又は該透過性キャリアを介して通すこと
    を含む方法。
  28. 前記温度を上昇させ且つ前記圧力を低下させる、請求項27に記載の方法。
  29. 前記材料が半導体材料である、請求項27に記載の方法。
JP2016536327A 2013-08-22 2014-08-15 キャリア−基材接着システム Expired - Fee Related JP6539658B2 (ja)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361868765P 2013-08-22 2013-08-22
US61/868,765 2013-08-22
US201462004549P 2014-05-29 2014-05-29
US62/004,549 2014-05-29
US14/459,879 US9359198B2 (en) 2013-08-22 2014-08-14 Carrier-substrate adhesive system
US14/459,879 2014-08-14
PCT/US2014/051181 WO2015026635A1 (en) 2013-08-22 2014-08-15 Carrier-substrate adhesive system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016531445A JP2016531445A (ja) 2016-10-06
JP6539658B2 true JP6539658B2 (ja) 2019-07-03

Family

ID=52479297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016536327A Expired - Fee Related JP6539658B2 (ja) 2013-08-22 2014-08-15 キャリア−基材接着システム

Country Status (10)

Country Link
US (1) US9359198B2 (ja)
EP (1) EP3036189A4 (ja)
JP (1) JP6539658B2 (ja)
KR (1) KR20160051793A (ja)
CN (1) CN105636900B (ja)
CA (1) CA2922087A1 (ja)
MY (1) MY178232A (ja)
PH (1) PH12016500343B1 (ja)
SG (1) SG11201601227QA (ja)
WO (1) WO2015026635A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10046550B2 (en) 2013-08-22 2018-08-14 Massachusetts Institute Of Technology Carrier-substrate adhesive system
KR20180067550A (ko) * 2015-10-08 2018-06-20 메사추세츠 인스티튜트 오브 테크놀로지 담체-기질 접착 시스템
WO2017066311A1 (en) * 2015-10-12 2017-04-20 Applied Materials, Inc. Substrate carrier for active/passive bonding and de-bonding of a substrate

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4070117A (en) * 1972-06-12 1978-01-24 Kasper Instruments, Inc. Apparatus for the automatic alignment of two superimposed objects, e.g. a semiconductor wafer and mask
JPH01208842A (ja) 1988-02-16 1989-08-22 Nec Corp 半導体集積回路装置の製造方法
JPH0344067A (ja) * 1989-07-11 1991-02-25 Nec Corp 半導体基板の積層方法
US5459351A (en) 1994-06-29 1995-10-17 Honeywell Inc. Apparatus for mounting an absolute pressure sensor
JPH104206A (ja) 1996-01-29 1998-01-06 Matsushita Denchi Kogyo Kk 化合物半導体薄膜の形成法と同薄膜を用いた光電変換素子
DE19754619A1 (de) 1997-12-09 1999-06-24 Mze Engineering Fuer Verfahren Erzeugnis aus einem porösen Träger, der von einem Kunststoff durchsetzt ist
US6114088A (en) 1999-01-15 2000-09-05 3M Innovative Properties Company Thermal transfer element for forming multilayer devices
JP4565804B2 (ja) * 2002-06-03 2010-10-20 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 被研削基材を含む積層体、その製造方法並びに積層体を用いた極薄基材の製造方法及びそのための装置
US7535100B2 (en) * 2002-07-12 2009-05-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Wafer bonding of thinned electronic materials and circuits to high performance substrates
DE10260233B4 (de) * 2002-12-20 2016-05-19 Infineon Technologies Ag Verfahren zum Befestigen eines Werkstücks mit einem Feststoff an einem Werkstückträger und Werkstückträger
PL1608717T3 (pl) 2003-04-01 2010-09-30 De Bonding Ltd Sposób i urządzenie do spajania i oddzielania powierzchni interfejsu adhezyjnego
JP2005191535A (ja) * 2003-12-01 2005-07-14 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd 貼り付け装置および貼り付け方法
US7364983B2 (en) * 2005-05-04 2008-04-29 Avery Dennison Corporation Method and apparatus for creating RFID devices
US7262444B2 (en) 2005-08-17 2007-08-28 General Electric Company Power semiconductor packaging method and structure
US7829386B2 (en) 2005-08-17 2010-11-09 General Electric Company Power semiconductor packaging method and structure
US7884032B2 (en) 2005-10-28 2011-02-08 Applied Materials, Inc. Thin film deposition
US7993969B2 (en) 2006-08-10 2011-08-09 Infineon Technologies Ag Method for producing a module with components stacked one above another
CN101465434B (zh) 2007-12-19 2010-09-29 清华大学 燃料电池膜电极及其制备方法
CN101425583B (zh) * 2007-11-02 2011-06-08 清华大学 燃料电池膜电极及其制备方法
WO2009142787A2 (en) 2008-02-18 2009-11-26 Board Of Regents, The University Of Texas System Photovoltaic devices based on nanostructured polymer films molded from porous template
EP2145916B1 (en) * 2008-07-17 2013-06-19 W.L.Gore & Associates Gmbh Substrate coating comprising a complex of an ionic fluoropolymer and surface charged nanoparticles
US7867876B2 (en) * 2008-12-23 2011-01-11 International Business Machines Corporation Method of thinning a semiconductor substrate
JP2012129325A (ja) * 2010-12-14 2012-07-05 Sumitomo Bakelite Co Ltd 基材の加工方法
JP2014504024A (ja) * 2011-01-17 2014-02-13 エーファウ・グループ・エー・タルナー・ゲーエムベーハー 製品基板をキャリア基板から剥離する方法
US9236271B2 (en) * 2012-04-18 2016-01-12 Globalfoundries Inc. Laser-initiated exfoliation of group III-nitride films and applications for layer transfer and patterning
JP6007688B2 (ja) * 2012-09-11 2016-10-12 富士電機株式会社 半導体装置の製造方法
US20140144593A1 (en) * 2012-11-28 2014-05-29 International Business Machiness Corporation Wafer debonding using long-wavelength infrared radiation ablation

Also Published As

Publication number Publication date
PH12016500343A1 (en) 2016-05-02
SG11201601227QA (en) 2016-03-30
EP3036189A1 (en) 2016-06-29
CA2922087A1 (en) 2015-02-26
MY178232A (en) 2020-10-07
CN105636900A (zh) 2016-06-01
CN105636900B (zh) 2019-12-31
KR20160051793A (ko) 2016-05-11
JP2016531445A (ja) 2016-10-06
US20150053337A1 (en) 2015-02-26
US9359198B2 (en) 2016-06-07
PH12016500343B1 (en) 2016-05-02
EP3036189A4 (en) 2017-04-19
WO2015026635A1 (en) 2015-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5303957B2 (ja) グラフェン基板及びその製造方法
US20100323164A1 (en) Graphene wafer, method for manufacturing the graphene wafer, method for releasing a graphene layer, and method for manufacturing a graphene device
KR102000302B1 (ko) 전자, 광학, 및/또는 기계 장치 및 시스템, 그리고 이를 제조하기 위한 방법
TW201003769A (en) Method for processing a substrate, method for manufacturing a semiconductor chip, and method for manufacturing a semiconductor chip having a resin adhesive
JP6539658B2 (ja) キャリア−基材接着システム
US20110262772A1 (en) Method for Producing Aligned Near Full Density Pure Carbon Nanotube Sheets, Ribbons, and Films From Aligned Arrays of as Grown Carbon Nanotube Carpets/Forests and Direct Transfer to Metal and Polymer Surfaces
KR101563231B1 (ko) 나노시트-무기물 적층 다공성 나노구조체 및 이의 제조 방법
JPWO2009113472A1 (ja) グラフェンまたはグラファイト薄膜、その製造方法、薄膜構造および電子デバイス
CN104134749B (zh) 多层柔性平面内嵌迭片电极及其制备方法与在有机场单晶场效应晶体管中的应用
JP2018532850A (ja) キャリア−基材接着システム
US10046550B2 (en) Carrier-substrate adhesive system
US7811906B1 (en) Carbon-on-insulator substrates by in-place bonding
US8778112B2 (en) Method for bonding thin film piece
KR101043097B1 (ko) 광조사를 이용한 단결정 실리콘 박막의 제조 방법
JP4830104B2 (ja) パターン化ハニカム状多孔質体の製造方法
US8685836B2 (en) Method for forming a silicon layer on any substrate using light irradiation
CN111092150B (zh) 有机自旋阀器件及其制备方法和应用
KR102877814B1 (ko) 나노 구조체 전사 방법
US9698039B2 (en) Controlled spalling utilizing vaporizable release layers
CN116639647B (zh) 一种转移纳米森林结构的方法
JP2025036872A (ja) 複層化グラフェンの製造方法
CN104401936A (zh) 一种在基片水平方向可控生长碳纳米管束的方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170405

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180227

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180306

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20180606

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180627

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181204

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20190301

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190415

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190514

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190610

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6539658

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees