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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Bereich der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für auf einem
Substrat herzustellende Vorrichtungen und ein Dice-Verfahren. Genauer
ausgedrückt
ist die vorliegende Erfindung ein Herstellungsverfahren einschließlich einem
Dice-Verfahren, bei dem Vorrichtungen abgetrennt werden, nachdem die
Oberflächen
der Vorrichtungen mit einem Schutzfilm geschützt sind, und ein Dice-Verfahren.
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2. Beschreibung des Stands der Technik
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Zum
Beispiel umfassen Herstellungsverfahren, die zum Herstellen von
vielfältigen
Vorrichtungen erforderlich sind, die auf einem Substrat hergestellt werden,
zum Beispiel Halbleitervorrichtungen oder mikromechanische Systemvorrichtungen (MEMS-Vorrichtungen),
ein Dice-Verfahren, bei dem die Vorrichtungen voneinander getrennt
werden. Zum Beispiel weisen einige MEMS-Vorrichtungen ein mikroskopisch
kleines Loch, einen Kanal oder beweglichen Teil auf. Diese Vorrichtungen
sind aufgrund niedriger mechanischer Festigkeit fragil und können umströmte (orig.: ”flowed”) Oberflächen aufweisen.
Folglich können
die Vorrichtungen auch in dem Dice-Verfahren aufgrund von Vibration
durch Schneiden mit einer Dice-Säge
gebrochen werden. Darüber
hinaus können
die Vorderseiten der Vorrichtungen durch feines Pulver beschädigt werden,
das während
des Abtrennens erzeugt wird. Daher ist ein Dice-Verfahren vorgeschlagen
worden, bei dem die Vorderseiten der Vorrichtungen vor dem Dicen
geschützt
werden.
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Die
ungeprüfte
veröffentlichte
Japanische Patentanmeldung Nr.
10-239346 offenbart ein Verfahren, bei dem: nachdem ein
Halbleitersubstrat, in dem zahlreiche Vorrichtungen hergestellt
wurden, die jeweils einen beweglichen Teil und eine Lücke bzw. einen
Hohlraum umfassen, in eine Resistlösung getaucht wurde, um die
Vorderseite des Halbleitersubstrats zu schützen, Dicen mit dem gehärteten Resist durchgeführt wird,
und nach dem Dicen der Resist auf der Vorderseite des Substrats
unter Verwenden eines Resistablösemittels
entfernt wird.
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Die
ungeprüfte
veröffentlichte
Japanische Patentanmeldung Nr.
11-160570 offenbart ein Verfahren, bei dem: wenn Dicen
durchgeführt
wird, um zahlreiche Optokoppler voneinander zu trennen, die auf
einem Substrat hergestellt sind, und jeder von diesen einen dielektrischen
Block enthält,
vorher ein Photoresist auf die Lichteinfallsoberfläche oder
Licht reflektierende Oberfläche
eines jeden dielektrischen Blocks aufgebracht wird, um einen Schutzfilm
auszubilden, und nach Dicen der Schutzfilm unter Verwenden eines
Resistentfernungsmittel entfernt wird.
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Probleme
beim Verwenden eines Resists als einen Schutzfilm werden unter Bezug
auf 11 und 12 beschrieben.
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11 zeigt
einen Zustand eines Halbleitersubstrats vor Dicen, das auf einem
Dice-Tisch platziert ist. Ein Halbleitersubstrat 51, in
dem zum Beispiel zahlreiche Durchgangslöcher 52 ausgebildet sind,
die Beispiele einer mikroskopisch kleinen Struktur sind, weist ein
Dice-Band 54 auf, das an seiner Rückseite befestigt ist, und
ist auf diese Weise auf einem Dice-Tisch 55 platziert und
immobilisiert. Die Vorderseite des Halbleitersubstrats 51 ist
mit einem Photoresist 53 aus zum Beispiel Modell AZ-P4210 bedeckt
und geschützt.
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Bei
einem Dice-Verfahren wird Halbleitersubstrat 51 zusammen
mit Photoresist 53 unter Verwenden einer Dice-Säge getrennt,
während
Wasser auf eine Schneidposition gesprüht wird. Danach wird der Photoresist 53 mit
einem Lösungsmittel
gelöst und
auf diese Weise entfernt.
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12 zeigt
einen Zustand, bei dem Vorrichtungen durch Rillen 56 voneinander
getrennt sind, die durch Durchführen
von Dicen ausgebildet wurden, und Photoresist 53 entfernt
ist. Halbleitersubstrat 51 bedeckender Photoresist 53 wird
durch das Lösungsmittel
gelöst
und entfernt. Jedoch wird Photoresist 53 nicht von einem
Teil der mikroskopisch kleinen Strukturen entfernt, in den das Lösungsmittel
schwer absorbiert wird. Dies ergibt insoweit ein Problem, als dass
ein Resistrückstand 57 verbleibt.
Darüber
hinaus kann der Resistrückstand
auf der Rückseite
des Halbleitersubstrats zurückbleiben.
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Es
wurde ein Kunstgriff bekannt, bei dem kein Resist als ein Schutzmittel
verwendet wird. Die ungeprüfte
veröffentlichte
Japanische Patentanmeldung Nr.
2001-44143 offenbart ein Verfahren, bei dem: verflüssigtes
Kohlendioxid auf ein Substrat gesprüht wird, so dass sich Trockeneis
auf dem Substrat ausbildet; in diesem Zustand wird Dicen durchgeführt, während Trockeneis-Mikroteilchen
gesprüht werden;
und nach dem Dicen werden, während
eine stationäre
Bühne auf
Raumtem peratur gekühlt
wird, die Trockeneis-Mikroteilchen weiter gesprüht, um Späne und die Trockeneisschicht
zu entfernen. Wenn jedoch das Trockeneis verwendet wird, müssen eine
Dice-Maschine und ein Halbleitersubstrat, in dem Vorrichtungen hergestellt
worden sind, bei einer sehr niedrigen Temperatur gehalten werden.
Da das Halbleitersubstrat abwechselnd auf Raumtemperatur und eine
sehr niedrige Temperatur gebracht wird, können darüber hinaus die Vorrichtungen
nachteilig beeinflusst werden.
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Aus
der
WO 2007/081346
A1 , die gemäß PatG § 3(2) Nr.
3 ein älteres
Recht ist, ist das Zersägen
von MEMS Wafern bekannt. Aus der
US 5 731 229 A ist die Herstellung von MEMS
wie Beschleunigungnssensoren bekannt, die jedoch explizit eine Resistenz
des Schutzfilms fordert. Die
US
5 983 483 behandelt das Befestigen von zu sägenden Werkstücken wie
Wafern durch Frieren.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung spricht die vorliegenden Probleme an. Es ist
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Herstellungsverfahren
für eine Vorrichtung
und ein Dice-Verfahren zur Verfügung
zu stellen, die zuverlässig
feines Pulver entfernen können,
ohne einen Rückstand
eines Schutzmittels auch nach Entfernung zurückzulassen, das zum Schützen der
Vorderseite eines Substrats während
Dicens verwendet wird.
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Diese
Aufgabe ist durch die Merkmale der Ansprüche 1, 10 und 14 gelöst.
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Um
die obige Aufgabe zu lösen,
umfasst ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren
für eine Vorrichtung:
einen Her stellungsschritt für
eine Vorrichtung mit Herstellen vielfacher Vorrichtungen in einem
Substrat; einen Schritt zum Aufbringen eines flüchtigen Schutzmittels mit Aufbringen
eines flüchtigen
Schutzmittels auf wenigstens die Vorderseite des Substrats, in dem
die Vorrichtungen hergestellt sind; einen Dice-Schritt mit Abtrennen
der Vorrichtungen von dem Substrat, in dem die Vorrichtungen hergestellt
sind; einen Reinigungsschritt zum Reinigen der Oberfläche des
flüchtigen
Schutzmittels durch Lösen
der Oberfläche
des flüchtigen
Schutzmittels unter Verwenden einer Flüssigkeit, deren Temperatur-höher ist
als der Schmelzpunkt des flüchtigen Schutzmittels,
nach der Beendigung des Dice-Schritts; und einen Verdampfungsschritt
für das flüchtige Schutzmittel
zum Verdampfen des flüchtigen
Schutzmittels nach dem Reinigungsschritt.
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Der
Schritt zum Aufbringen eines flüchtigen Schutzmittels
ist ein Verfahren zum Aufbringen eines flüchtigen Schutzmittels auf beide
Seiten eines Substrats, in dem Vorrichtungen hergestellt sind. Der Schritt
zum Aufbringen eines flüchtigen
Schutzmittels kann ein Verfahren umfassen, bei dem: das flüchtige Schutzmittel
auf ein Dummy-Substrat aufgebracht wird; die Rückseite des Substrats, in dem
die Vorrichtungen hergestellt sind, auf dem flüchtigen Schutzmittel platziert
wird; und das flüchtige
Schutzmittel auf die Vorderseite des Substrats aufgebracht wird,
in dem die Vorrichtungen hergestellt sind.
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Darüber hinaus
kann der Schritt zum Aufbringen eines flüchtigen Schutzmittels einen
Schritt des Befestigens eines Klebebands an die Rückseite
eines Substrats umfassen, in dem Vorrichtungen hergestellt sind,
und Aufbringen eines flüchtigen
Schutzmittels auf die Vorderseite des Substrats.
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Bevorzugt
sollte, nachdem das flüchtige Schutzmittel
aufgebracht ist, das Substrat, in dem die Vorrichtungen hergestellt
sind, bei einer Temperatur gehalten werden, die gleich oder niedriger
ist als der Schmelzpunkt des flüchtigen Schutzmittels,
bis wenigstens der Reinigungsschritt beendet ist.
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Bei
dem Verdampfungsschritt für
das flüchtige
Schutzmittel wird ein mit einem flüchtigen Schutzmittel bedecktes
Substrat in einer Umgebung mit Atmosphärendruck oder bei Raumtemperatur
abgedampft.
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Bei
dem Verdampfungsschritt für
das flüchtige
Schutzmittel wird ein mit einem flüchtigen Schutzmittel bedecktes
Substrat in einer Atmosphäre
mit verringertem Druck abgedampft.
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Ein
erfindungsgemäßes Dice-Verfahren
ist ein Dice-Verfahren für
Substrate, umfassend: einen Schritt des Platzierens eines Substrats
auf eine Basis; einen Schritt des Aufbringens eines flüchtigen Schutzmittels
auf die Vorderseite des Substrats; einen Schritt des Verfestigens
des flüchtigen
Schutzmittels; einen Schritt des Dicens des Substrats zusammen mit
dem flüchtigen
Schutzmittel; einen Schritt des Reinigens der Oberfläche des
flüchtigen Schutzmittels;
durch Lösen
der Oberfläche
des flüchtigen
Schutzmittels unter Verwenden einer Flüssigkeit, deren Temperatur-höher ist
als der Schmelzpunkt des flüchtigen
Schutzmittels, und einen Schritt des Lösens oder Verdampfens des flüchtigen Schutzmittels.
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Durch
ein Herstellungsverfahren für
eine Vorrichtung und ein Dice-Verfahren, in denen die vorliegende
Erfindung imple mentiert ist, kann die Vorderseite eines Substrats
davor geschützt
werden, beschädigt
zu werden. Darüber
hinaus wird feines Pulver oder Staub, das/der von einem Dice-Schritt stammt,
nicht an dem Substrat haften. Des Weiteren wird ein flüchtiges
Schutzmittel verdampft und somit entfernt, wobei es intakt bleibt.
Daher bleibt, anders als bei einem Verfahren, bei dem ein Resist-Schutzmittel
verwendet wird, kein Rückstand
des Schutzmittels zurück.
Folglich kann eine Herstellung von einer defekten Vorrichtung verhindert
und eine Produktionsausbeute verbessert werden.
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Ein
erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren
für eine
MEMS-Vorrichtung umfasst: ein Herstellen einer Mehrzahl an MEMS-Vorrichtungen
in einem Substrat; ein Aufbringen eines flüchtigen Schutzmittels auf wenigstens
die Vorderseite des Substrats; ein Dicen der MEMS-Vorrichtungen
von dem Substrat, und ein Reinigen der Oberfläche des flüchtigen Schutzmittels unter
Verwenden einer Flüssigkeit,
auf die Hochfreqenz-Ultraschallwellen angewandt werden, und Verdampfen
des flüchtigen
Schutzmittels.
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Die
Flüssigkeit,
auf die Hochfreqenz-Ultraschallwellen angewendet werden, ist Kühlwasser, das
zum Kühlen
eines Dice-Tisches verwendet wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
ein Beispiel eines Substrats, in dem Vorrichtungen hergestellt sind,
die jeweils eine mikroskopisch kleine Struktur aufweisen;
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2 zeigt
einen Zustand, bei dem ein flüchtiges
Schutzmittel auf ein Dummy-Substrat aufgebracht ist;
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3 zeigt
einen Zustand, bei dem das flüchtige
Schutzmittel auf die Vorderseite des Substrats aufgebracht ist,
in dem die Vorrichtungen ausgebildet sind, und das auf dem Dummy-Substrat
platziert ist;
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4 zeigt
einen Zustand, bei dem das mit dem flüchtigen Schutzmittel bedeckte
Substrat in Chips zerschnitten bzw. gedict ist;
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5 ist
ein veranschaulichendes Diagramm bezüglich Hochfrequenz-Ultraschall-Reinigen,
das dem Dicen folgt;
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6 zeigt
einen Zustand, bei dem pulverförmige
Späne von
der Oberfläche
des flüchtigen Schutzmittels
unter Verwenden von Hochfrequenz-Ultraschallwellen entfernt sind;
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7 zeigt
einen Zustand, bei dem das flüchtige
Schutzmittel verdampft ist;
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8 beschreibt
einen bei einer Ausführungsform
angewandten Ablauf an Aktionen;
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9 beschreibt
konkret einen Schritt zum Aufbringen eines flüchtigen Schutzmittels, der
in dem bei der Ausführungsform
angewandten Ablauf an Aktionen eingeschlossen ist;
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10a ist eine vergrößerte Draufsicht von Vorrichtungen,
die mikroskopisch kleine Löcher
aufweisen und durch das Herstellungsverfahren der Ausführungsform
hergestellt sind;
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10b ist eine vergrößerte Draufsicht von Vorrichtungen,
die mikroskopisch kleine Löcher
aufweisen und durch ein herkömmliches
Herstellungsverfahren hergestellt sind;
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11 zeigt
einen Zustand, bei dem ein Substrat mit einem Schutzmittel geschützt ist,
das durch ein herkömmliches
Herstellungsverfahren mit einem Resist realisiert ist; und
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12 zeigt
einen Zustand, bei dem das mit einem Resist realisierte Schutzmittel
durch das herkömmliche
Herstellungsverfahren entfernt worden ist.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 ist
ein schematisches erläuterndes
Diagramm, das in einer Ausführungsform
verwendete Vorrichtungen zeigt. Wie in 1 gezeigt
ist, sind die in der vorliegenden Ausführungsform verwendeten Vorrichtungen
bio-MEMS-Vorrichtungen mit in einem Siliciumsubstrat 11 ausgebildeten
Durchgangslöchern 12.
Neben den bio-MEMS-Vorrichtungen können die Vorrichtungen irgendein
Vorrichtungstyp sein, der in einem Substrat hergestellt werden kann, zum
Beispiel Halbleiterschaltungen, Sensoren oder optische Elemente.
Darüber
hinaus ist das Substrat nicht auf ein Halbleitersubstrat beschränkt, sondern kann
zum Beispiel ein aus Quarz gemachtes Substrat sein. Das Substrat
kann irgendein Typ von Substrat sein, in dem viele Vorrichtungen
hergestellt werden können.
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Nachfolgend
ist ein Verfahren zum Bedecken von beiden Seiten eines Substrats,
in dem viele Vorrichtungen hergestellt sind, mit einem flüchtigen Schutzmittel
beschrieben.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
wird ein Dummy-Substrat verwendet, um ein Substrat zu haltern.
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2 zeigt
ein Dummy-Substrat, das sich auf einem Dice-Tisch befindet. Ein
Dice-Tisch 31 ist zum Beispiel aus einem porösen Keramiksubstrat gemacht
und mit einer (nicht gezeigten) Vakuumpumpe verbunden. Der Dice-Tisch 31 hält und immobilisiert
ein Dummy-Substrat 21 durch Verwenden von Unterdruck. Des
Weiteren wird der Dice-Tisch 31 durch ein (nicht gezeigtes)
Kühlrohr
gekühlt,
in dem ein Kühlmittel
zirkuliert, und der Dice-Tisch 31 wird bei einer vorgegebenen
Temperatur gehalten.
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Es
wird ein flüchtiges
Schutzmittel 22 auf das Dummy-Substrat 21 aufgebracht. Ein
Verfahren zum Aufbringen des flüchtigen
Schutzmittels ist nicht auf irgendein spezielles beschränkt. Es
kann ein bekanntes Aufbringverfahren verwendet werden, das eine Zufuhr-
bzw. Verteilervorrichtung verwendet. Das flüchtige Schutzmittel 22 schützt die
Rückseite
eines Substrats 11 (siehe 1), das
zum Dicen auf dem Dice-Tisch 31 platziert ist, und fixiert
das Substrat 11 am Dummy-Substrat 21. Das bei
der vorliegenden Ausführungsform
verwendete flüchtige
Schutzmittel ist Octamethylcyclotetrasiloxan (C8H29O4Si4, Schmelzpunkt:
18°C). Darüber hinaus
ist auch Hexamethylcyclotrisiloxan (C6H18O3Si3,
Schmelzpunkt: 65°C)
als das flüchtige
Schutzmittel verwendbar. Es kann irgendein anderes flüchtiges
Schutzmittel verwendet werden.
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Wie
in 2 gezeigt ist, ist Substrat 11 auf dem
flüchtigen
Schutzmittel 22 platziert, das auf das Dummy-Substrat 21 aufgebracht
ist. Da Octamethylcyclotetrasiloxan als flüchtiges Schutzmittel 22 verwendet
wird, wird das Substrat 11 oder der Dice-Tisch 31 bei
einer Temperatur gleich oder höher als
der Schmelzpunkt von Octamethylcyclotetrasiloxan (18°C) gehalten,
um sein Festwerden zu vermeiden. Nachdem das Substrat 11 platziert
ist, wird das als flüchtiges Schutzmittel 22 verwendete
Octamethylcyclotetrasiloxan auf die Vorderseite von Substrat 11 aufgebracht.
Die Dicke des auf die Vorderseite des Substrats aufgebrachten Schutzmittels
wird auf einen Wert eingestellt, der verhindert, dass das Substrat 11 ungeschützt ist,
wenigstens bis zu einem Verfahren, bei dem das flüchtige Schutzmittel 22 entfernt wird.
Danach wird die Temperatur des Dice-Tisches auf gleich oder niedriger
als der Schmelzpunkt des flüchtigen
Schutzmittels 22 erniedrigt, wodurch das flüchtige Schutzmittel 22 fest
wird. Als ein Ergebnis ist das Substrat 11 mit dem flüchtigen
Schutzmittel 22 vollständig
bedeckt und geschützt.
Darüber
hinaus ist das Substrat 11 an das Dummy-Substrat 21 befestigt
und fixiert. 3 zeigt einen Zustand, bei dem Substrat 11 auf
einem flüchtigen
Schutzmittel 22 platziert ist, das auf ein Dummy-Substrat 21 aufgebracht ist,
und ein flüchtiges
Schutzmittel 22 auf die Vorderseite von Substrat 11 aufgebracht
ist.
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Wenn
Hexamethylcyclotrisiloxan, dessen Schmelzpunkt 65°C ist, als
ein flüchtiges
Schutzmittel verwendet wird, wird eine Heizplatte verwendet, um
das Dummy-Substrat 22 und das Substrat 11 bei der
Temperatur zu halten, die gleich oder höher ist als der Schmelzpunkt
von Hexamethylcyclotrisiloxan. Hexamethylcyclotrisiloxan wird auf
das Dummy-Substrat 21 aufgebracht, während das Dummy-Substrat 21 auf
der Heizplatte platziert ist und bei der Temperatur gehalten wird,
die gleich oder höher
als der Schmelzpunkt von 65°C
ist. Substrat 11 wird auf dem Dummy-Substrat 21 platziert,
und weiter wird Hexamethylcyclotrisiloxan auf die Vorderseite von
Substrat 11 aufgebracht. Danach wird die Temperatur der Heizplatte
auf gleich oder niedriger als 65°C
gesenkt. Nachdem das Hexamethylcyclotrisiloxan fest geworden ist,
wird das mit Hexamethylcyclotrisiloxan bedeckte Substrat auf den
Dice-Tisch platziert.
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Wenn
das Substrat 11 mit dem Schutzmittel bedeckt ist, ist das
Substrat 11 bereit für
Dicen. Das Substrat 11 wird durch ein bekanntes Verfahren
unter Verwenden einer Dice-Säge
gedict, wobei Schneidwasser oder Kühlwasser auf den Schneidpunkt
gesprüht
wird.
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4 zeigt
einen Zustand, der erzielt ist, nachdem das Substrat 11 gedict
ist. Dice-Rillen 13 sind in dem Substrat 11 in
einer Gitterstruktur ausgebildet. Im Übrigen braucht Dicen das Substrat 11 nicht
vollständig
in Stücke
trennen, sondern kann halb durch das Substrat schneiden, wobei der
untere Teil des Substrats ungeschnitten bleibt. Feines Pulver 35 oder
irgendeine andere Verunreinigung, die vom Dicen stammen, haften
oder verbleiben auf der Oberfläche
des flüchtigen
Schutzmittels 22. Wenn das Schutzmittel 22 verdampft
würde wie
es ist, würde
das feine Pulver 35 am Substrat 11 haften. Daher wird
eine Behandlung zum Entfernen des feinen Pulvers 35 durchgeführt.
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5 ist
ein erläuterndes
Diagramm betreffend Hochfrequenz-Ultraschall-Reinigen, das angewandt
wird, um feines Pulver von dem flüchtigen Schutzmittel zu entfernen.
Wie aus 5 zu ersehen ist, wird Hochfrequenz-Ultraschall-Reinigungsgerätschaft 40 verwendet,
um eine Reinigungsflüssigkeit zu
dem gedicten flüchtigen
Schutzmittel 22 zu sprühen.
Somit wird die Oberfläche
des flüchtigen Schutzmittels 22 geschmirgelt,
um feines Pulver oder Staub zu eliminieren. Die Hochfrequenz-Ultraschall-Reinigungsgerätschaft 40 umfasst
eine Strahldüseneinheit 41 mit
mehreren in Reihe angeordneten Strahldüsen 42, und eine Hochfrequenz-Ultraschall-Energieversorgungseinheit 43,
die der Strahldüseneinheit 41 Energie
zuführt,
um so eine Reinigungsflüssigkeit
zur Verfügung
zu stellen, zum Beispiel Wasser, das durch Hochfrequenz-Ultraschallwellen
aus den Strahldüsen
ausgestoßen
wird. Wenn Hochfrequenz-Ultraschallwellen auf Wasser angewandt wird,
das aus Strahldüsen 42 ausgestoßen werden
soll, werden zahlreiche kleine Blasen gebildet. Wenn die Blasen
heftig zerplatzen, reinigen sie eine Oberfläche, mit der sie sich in Kontakt
befinden. Wenn eine Schwingungsfrequenz von Ultraschallwellen erhöht wird,
steigt die Anzahl an erzeugten Blasen und nimmt die Energie einer
jeden Blase ab. Folglich können
Mikroteilchen ohne eine Beschädigung
eines Objekts entfernt werden.
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Die
Strahldüseneinheit 41 weist
mehrere in Reihe angeordnete Düsen 42 auf.
Sobald die Strahldüseneinheit 41 in
eine Richtung orthogonal zu der Reihe an Düsen 42 bewegt wird,
kann die gesamte Oberfläche
des flüchtigen
Schutzmittels 22 gereinigt werden. Es kann nur eine Strahldüse verwendet
werden und in Längsrichtung
und seitwärts
geschwenkt werden. Als aus Strahldüsen 42 auszustoßendes Wasser
wird von einem Kühler 32 zugeführtes Kühlwasser
verwendet, das verwendet wird, um den Tisch 31 zu kühlen, der
ein Substrat hält.
Wie in 5 gezeigt ist, wird das zum Kühlen des Dice-Tisches 31 zu
verwendende Kühlwasser
vom Kühler 32 zugeführt und
zum Kühler 32 zurückgeführt. Da der
Schmelzpunkt von Octamethylcyclotetrasiloxan, das zum Schützen des
Substrats verwendet wird, 18°C
ist, wird Kühlwasser
zugeführt,
um den Tisch 31 bei etwa 5°C zu halten. Wenn Kühlwasser
verwendet wird, wird das Schutzmittel nicht gelöst, es kann aber die Oberfläche des
Schutzmittels abgetragen (orig.: ”shaved”) werden und es kann an der
Oberfläche
haftendes feines Pulver entfernt werden. Folglich kann die Dicke
der Oberfläche
eines Schutzmittels, die mit Wasserstrahlen abgetragen wird, durch
Einstellen einer aus Strahldüsen 42 ausgestoßenen Wassermenge
und einer Zeitdauer gesteuert werden. 6 zeigt einen
Zustand, bei dem feines Pulver durch Durchführen von Hochfrequenz-Ultraschall-Reinigen
entfernt ist. Wie in 6 gezeigt ist, wird die Oberfläche des
flüchtigen
Schutzmittels 22 abgetragen und auf der Oberfläche des
flüchtigen
Schutzmittels 22 verbliebenes feines Pulver entfernt.
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Wenn
ein flüchtiges
Schutzmittel 22 dick aufgebracht werden kann, kann man
nach einem Dicen Wasser, dessen Temperatur den Schmelzpunkt des flüchtigen
Schutzmittels 22 übersteigt,
fließen
lassen, um die Oberfläche
des flüchtigen
Schutzmittels 22 aufzulösen.
Somit kann auf der Oberfläche
verbleibendes feines Pulver entfernt werden.
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Danach
wird das Kühlen
des Dice-Tisches 31 durch den Kühler 32 gestoppt und
das mit flüchtigem
Schutzmittel 22 bedeckte Substrat wird bei Umgebungstemperatur
intakt belassen. Da der Dampfdruck von dem flüchtigen Schutzmittel 22 Octamethylcyclotetrasiloxan
hoch ist, verdampft das flüchtige Schutzmittel.
Dies führt
zu Vorrichtungen, deren Oberflächen
nicht beschädigt
sind, in denen kein feines Pulver gemischt ist, und auf denen kein
Rückstand
zurückgelassen
wurde. Um das Verdampfen des flüchtigen
Schutzmittels 22 zu erleichtern, sollte das mit flüchtigem
Schutzmittel 22 bedeckte Substrat in eine Umgebung mit
Unterdruck gegeben werden, um Verdampfung zu beschleunigen. Wenn
Hexamethylcyclotrisiloxan, dessen Schmelzpunkt 65°C beträgt, verwendet
wird, ist dessen Dampfdruck so groß, dass Hexamethylcyclotrisiloxan
unter Atmosphärendruck
in einer Umgebung mit Raumtemperatur verdampft. Auch in diesem Fall,
wenn Hexamethylcyclotrisiloxan in eine Umgebung mit Unterdruck gegeben
wird, verdampft es schneller. Zum schnelleren Verdampfen kann das
flüchtige
Schutzmittel jedoch erwärmt
werden.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
wird Substrat 11, in dem Vorrichtungen hergestellt sind, mit
dem flüchtigen
Schutzmittel 22 bedeckt, und es wird feines Pulver auf
dem flüchtigen
Schutzmittel entfernt. Daher kann die Wahrscheinlichkeit, dass in dem
Substrat 11 hergestellte Vorrichtungen während dem
Entfernen des feinen Pulvers oder dergleichen gebrochen werden,
minimiert werden.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
wird flüchtiges
Schutzmittel 22 verwendet, um das Substrat 11 an
das Dummy-Substrat 21 zu
befestigen.
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Wenn
das flüchtige
Schutzmittel 22 verdampft wird, wird daher das Substrat 11 vom
Dummy-Substrat 21 getrennt. 7 zeigt
einen Zustand, bei dem das flüchtige
Schutzmittel verdampft ist. Wie in 7 gezeigt
ist, wurde nicht nur das die Vorderseite von Substrat 11 bedeckende
flüchtige
Schutzmittel, sondern auch das die Rückseite davon bedeckende flüchtige Schutzmittel
verdampft. Folglich ist das Substrat 11 nicht an das Dummy-Substrat 2 gebunden.
Daher kann das Substrat 11 leicht von dem Dummy-Substrat 21 abgenommen
werden.
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Bei
einem Herstellungsverfahren, bei dem die vorliegende Ausführungsform
implementiert ist, kann die Vorderseite eines Substrats davor geschützt werden,
bei einem Dice-Schritt oder einem Schritt zum Entfernen von feinem
Pulver beschädigt
zu werden. Darüber
hinaus haftet von dem Dice-Schritt stammendes feines Pulver oder
stammender Staub nicht an dem Substrat. Des Weiteren wird ein flüchtiges
Schutzmittel bei Raumtemperatur verdampft und entfernt. Im Vergleich
mit einem Verfahren, das einen Resist als ein Schutzmittel verwendet,
verbleibt kein Rückstand
des Schutzmittels in konkaven Teilen eines Substrats oder von mikrohergestellten
Vorrichtungen. Folglich kann Erzeugung einer defekten Vorrichtung
verhindert und die Produktionsausbeute verbessert werden.
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Wenn
ein Resist als ein Schutzmittel verwendet wird, ist des Weiteren
ein Lösungsmittel
erforderlich, um das Schutzmittel zu entfernen. Bei der vorliegenden
Ausführungsform
wird ein flüchtiges
Schutzmittel bei Umgebungstemperatur entfernt, während es intakt belassen wird.
Die Kosten für
die Verwendung des Lösungsmittels
können
eingespart werden. Da es nicht notwendig ist, ein Dice-Band an die
Rückseite
eines Substrats zu befestigen, wird der Schritt des Ablösens des
Bands weggelassen. Des Weiteren treten keine Vorrichtungen auf,
die durch das Ablösen
des Bands beschädigt
oder negativ beeinflusst sind.
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Das
Verfahren der vorliegenden Ausführungsform,
bei dem ein flüchtiges
Schutzmittel auf die Vorderseite eines Dummy-Substrats aufgebracht wird, ein Substrat,
in dem Vorrichtungen hergestellt sind, an das Dummy-Substrat fixiert
wird, und das Schutzmittel auf die Vorderseite des Substrats aufgebracht
wird, würde
sich insbesondere in einem Fall als effektiv erweisen, bei dem die
Rückseite
des Substrats für
Brechen anfällig
ist. Wenn die Rückseite des
Substrats jedoch stark ist, werden, nachdem das Substrat mit einem
an seine Rückseite
befestigten Klebeband gedict wurde und wenn das Klebeband abgelöst wird,
die Vorrichtungen nicht negativ beeinflusst werden. In diesem Fall
kann das Klebeband zum Befestigen der Rückseite des Substrats verwendet
werden, und kann das flüchtige
Schutzmittel nur auf die Vorderseite des Substrats aufgebracht werden.
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8 und 9 beschreiben
einen Ablauf von bei der vorliegenden Ausführungsform durchzuführenden
Aktionen.
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Bei
Schritt S1 werden Vorrichtungen im Substrat 11, das zum
Beispiel aus einem Halbleiter gemacht ist, hergestellt (siehe 1).
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Bei
Schritt S2 wird ein flüchtiges
Schutzmittel auf Substrat 11 aufgebracht. 9 beschreibt
ein konkretes Verfahren zum Aufbringen des flüchtigen Schutzmittels.
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Bei
Schritt S21 in 9 wird das flüchtige Schutzmittel 22 auf
das Dummy-Substrat 21 aufgebracht, das auf dem Dice-Tisch 31 platziert
ist (siehe 2). Das verwendete flüchtige Schutzmittel 22 ist Octamethylcyclotetrasiloxan
(C8H24O4Si4, Schmelzpunkt: 18°C).
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Bei
Schritt S22 wird Substrat 11 auf das Dummy-Substrat 12 platziert.
Bei Schritt S23 wird das flüchtige
Schutzmittel 22 auf die Vorderseite von Substrat 11 aufgebracht.
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Bei
Schritt S24 wird die Temperatur des Dice-Tisches auf gleich oder
niedriger als der Schmelzpunkt des flüchtigen Schutzmittels erniedrigt,
wodurch das flüchtige
Schutzmittel 22 fest wird. Substrat 11 ist vollständig durch
das Schutzmittel bedeckt und an das Dummy-Substrat 21 fixiert
(siehe 3).
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Bei
Schritt S3 wird Dicen unter Verwenden einer Dice-Säge
durch ein bekanntes Verfahren durchgeführt, während Schneidwasser oder Kühlwasser
auf den Schneidpunkt gesprüht
wird. Als ein Ergebnis haftet feines Pulver 35 an der Oberfläche des
flüchtigen
Schutzmittels 22 und verbleibt dort (siehe 4).
Wenn flüchtiges
Schutzmittel 22 verdampft wird, kann feines Pulver 35 an
dem Substrat 11 haften.
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Bei
Schritt S4 wird daher die Oberfläche
des flüchtigen
Schutzmittels 22 durch Verwenden von Hochfrequenz-Ultraschall-Reinigen
gereinigt. Genauer ausgedrückt
wird Reinigungswasser, bei dem Ultraschallwellen angewandt werden,
gesprüht,
wodurch die Oberfläche
des flüchtigen
Schutzmittels 22 abgetragen wird, um das feine Pulver oder
den Staub zu entfernen (siehe 6). Wenn
flüchtiges
Schutzmittel 22 bei Schritt S2 dick aufgetragen wird, kann die
Oberfläche
des Schutzmittels 22 durch Sprühen von Wasser mit Raumtemperatur
oder heißem
Wasser gelöst
werden, um feines Pulver 35 mit dem gelösten Schutzmittel zu eliminieren.
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Bei
Schritt S5 wird Kühlen
des Dice-Tisches gestoppt und bei Raumtemperatur intakt belassen, um
das flüchtige
Schutzmittel 22 zu verdampfen. Dies führt zu Vorrichtungen, deren
Oberflächen
nicht beschädigt
sind, in die kein feines Pulver gemischt ist, und in denen kein
Rückstand
zurückbleibt
(siehe 7). Da hier flüchtiges
Schutzmittel 22 zum Befestigen von Substrat 11 am
Dummy-Substrat 21 verwendet wird, ist Substrat 11 von
dem Dummy-Substrat getrennt.
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Es
wird ein Beispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Mikroskopisch
kleine Löcher
mit etwa 3 μm
Durchmesser werden in einem Siliciumwafer mit etwa 500 μm Dicke ausgebildet,
um bio-MEMS-Vorrichtungen herzustellen. Octamethylcyclotetrasiloxan
wird gleichmäßig als
ein flüchtiges Schutzmittel
aufgebracht, so dass es eine Dicke von 200 μm aufweist. Dann wird der Siliciumwafer
gekühlt,
um das Schutzmittel zu verfestigen.
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Der
Siliciumwafer wird unter Verwenden einer Dice-Säge gedict. Ein Strahl an gereinigtem
Wasser (1,2 l/min) mit 0°C,
bei dem Hochfrequenz-Ultraschallwellen (1 MHz, 60 W) angewandt werden,
wird zum Entfernen von nur der Oberflächenschicht des Schutzmittels
verwendet, wodurch das feine Pulver aus Silicium entfernt wird.
Dann wird das Schutzmittel verdampft. Dies führt zu bio-MEMS-Vorrichtungen,
bei denen kein Staub an den Oberflächen oder den äußeren Begrenzungen
der mikroskopisch kleinen Löcher
anhaftet, und die keine Rückstände des Schutzmittels
auf den Oberflächen
oder den äußeren Begrenzungen
ihrer mikroskopisch kleinen Löcher aufweisen.
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10(b) zeigt ein Vergleichsbeispiel, bei dem
ein herkömmlicher
Resist (Modell AZ-P4210) auf einen Siliciumwafer aufgebracht ist,
in dem bio-MEMS-Vorrichtungen mit mikroskopisch kleinen Löchern hergestellt
worden sind. Der Resist wird unter Verwenden eines organischen Lösungsmittels nach
dem Dicen entfernt. Wie in 10(b) gezeigt ist,
wird bei dem Vergleichsbeispiel ein Rückstand des Resists in den äußeren Begrenzungen
der mikroskopisch kleinen Löcher
beobachtet. Da der Resistrückstand
wasserabweisend ist, beeinflusst der Resistrückstand auf den äußeren Begrenzungen
der mikrosko pisch kleinen Löcher,
die als Wasserwege dienen, die Leistungsfähigkeit der bio-MEMS-Vorrichtungen
negativ.