プロセス中の表面保護のための酸化膜犠牲層

出典: finemems

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シリコンフュージョンボンディングは、表面の清浄度が接合の可否に最も支配的である。多層集積の場合、各ウエハは、DRIEやウェットエッチングなど様々なプロセスを経ていることが考えられる。例えば図に示すようにDRIEはフォトレジストが焼け付いたようなカーボン系の残留物や、テフロンを表面に残す可能性がある。このような残留物は、ピラニア洗浄（過酸化水素１：硫酸３）やＲＣＡ洗浄でも除去されない。そこで清浄なボンディング表面を生成するために、全てのプロセスの前に、シリコンウエハをまず熱酸化し、表面に酸化膜犠牲層を成膜する。この酸化膜は、ボンディングの直前にフッ酸で除去することで、表面の残留物ごと全て取り除く。

対象材料

シリコン

装置

条件

禁則事項

留意事項

酸化膜を除去するときは、フッ酸でおこなう。BHF(HF:NH4F=1:6)はシリコン表面をエッチングするために、適さない（BHF、KOHによるシリコン表面の粗化参照）。また、シリコンのフュージョンボンディングは主に親水性（hydrophilic）ボンディングであり、HFで表面を洗浄した後に、ピラニアやRCA洗浄により自然酸化膜を生成させる必要がある。

文献情報，参考文献

N. Miki, X. Zhang, R. Khanna, A.A. Ayon, D.Ward and S.M. Spearing, “Multi-stack silicon-direct wafer bonding for 3D MEMS manufacturing,” Sensors and Actuators A, vol.103, pp.194-201, 2003.

コメント

フュージョンボンディングにおいて結局一番の問題となるのは、表面に残留物がないことである。裏技として、顕微鏡で表面を観察しながら、メタノールをたらした上でメスで表面をこする、というのも有効であった。