JP4064151B2 - Arsシステムを製造する方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は原子分解能ストーレッジ(Atomic Resolution Storage、ARS)システムに関し、詳細には、セレン化(selenidation)ウェーハ・ボンディングを用いるARSシステムのための製造プロセスに関する。
【0002】
【従来の技術】
ARSシステムは、一平方インチ当たり1テラビット(1,000ギガビット)より高い記憶密度を有する親指の爪サイズの素子を提供する。ARS技術は原子プローブ顕微鏡の進歩に基づいており、原子プローブ顕微鏡は、1原子ほど小さいプローブ電界エミッタ先端部が、数ナノメートル内の精度のイメージを生成するために、材料の表面を走査する顕微鏡である。プローブ記憶技術は、原子サイズのプローブ電界エミッタ先端部のアレイを用いて、記憶媒体上のスポットに対してデータの読出しおよび書込みを行う。
【0003】
ARSシステムは典型的には3つの結合されるシリコン(Si)ウェーハ、すなわちエミッタウェーハとしても知られる先端部ウェーハと、可動子ウェーハとしても知られるロータウェーハと、ステータウェーハとを含む。ウェーハは、当分野においてよく知られるウェーハボンディング技術を用いて互いに結合される。
【0004】
ARSシステムが動作する場合に、ナノメートル精度の位置制御を行うために、ロータウェーハおよびステータウェーハが、導電性電極を被着することにより処理される必要がある。図1A〜図1Fは、ARSシステム100のための従来の製造プロセスを示す。
【0005】
図1Aを参照すると、ロータウェーハ120のステータ側(下側)(図1Aには上下逆に示される)が最初に、ロータウェーハ120のステータ側にチタン/チタン窒化物(Ti/TiN)電極等の導電性電極134(a)を被着させる(deposit)ことにより処理される。多結晶シリコン(ポリSi)層102、および絶縁性シリコン酸化物(SiO2)層のような絶縁層104(a)も、ロータウェーハ120のステータ側に被着される。ポリSi102は、ウェーハ上に被着させるSiの典型的な形であり、より導電性の高いSiを形成するために「ドープされる」場合がある。この時点で、ロータウェーハ120は概ね600μmの厚みを有する。
【0006】
図1Bを参照すると、ステータウェーハ130内にCMOS回路132が形成され、その後、導電性Ti/TiN電極等の電極134(b)の導電層と、絶縁性SiO2層のような絶縁層104(b)と、シリコン窒化物(Si3N4)層106とでステータウェーハ130のロータ側が処理される。Si3N4層106は、別の絶縁(誘電体)層として用いられる場合がある。
【0007】
図1Cは次に行われる、ロータウェーハ120とステータウェーハ130とのボンディングを示す。先端部ウェーハ(図示せず)およびステータウェーハ130は通常500〜600μmであるので、ロータウェーハ120は、ボンディング後に、たとえば約100μmの厚みまでトレンチを形成される必要がある。ロータウェーハ120は典型的には、ウェーハ研削機を用いて媒体側において研削される。
【0008】
しかしながら、ロータウェーハ120の極端な処理および研削によって、ウェーハ表面上に、応力、転位、機械的双晶、積層不具合、および不純物の混入のような損傷を生じる恐れがある。典型的には、研削の後に、化学機械研磨(CMP)と呼ばれるプロセスが行われ、そのプロセスによれば、損傷を少なくしながらウェーハ表面を残す、より「緩やかな」プロセスにおいて、別の1〜5μmのSiウェーハが除去される。
【0009】
図1Dは、電気信号の経路を決定し、ロータウェーハ120を駆動するための、導電性Ti/TiN電極等の導電性電極134(c)を被着させることによる、ロータウェーハ120の媒体側のメタライゼーション(金属化)を示す。絶縁性SiO2層のような絶縁層104(c)が、電気的な絶縁および表面保護を目的として、ロータウェーハ120の媒体側にある導電性電極134(c)の下側あるいは上側にコーティングされる場合がある。
【0010】
図1Eを参照すると、深くSiエッチングすることにより、支持ばねが形成される。最初に、フォトレジスト(PR)薄膜層のようなマスク層150が、ロータウェーハ120の媒体側にある導電性電極134(c)上に被着される場合がある。マスク層150の所定の部分がエッチングされて、マスク層150のエッチングされた部分に対応するロータウェーハ120の部分が露出されるようになる。次に、ロータウェーハ120の露出された部分が、マスク層150をマスクとして用いて、深くSiエッチングすることにより除去され、浮上支持(suspension)ばねが形成される。
【0011】
図1Fは、ARSシステム100の最終ステップを示しており、絶縁性SiO2層104(c)を処理し、それをマスクとして用いてエッチングし、マスク用のPR層150を除去し、さらにレーザダイシングし、レーザダイシング技術を用いて、コンピュータによってレーザを誘導しながら、ウェーハを個別の長方形の素子、すなわちダイスにカットする。
【0012】
一連のウェーハ処理ステップの後、導電性電極134(c)を含むARS記憶媒体のための表面160が形成され、読出し/書込み動作を行うために、先端部ウェーハ内の電極と導通する場合がある。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ARSシステム100のための上記の製造プロセスは以下の問題を有する。第1に、ARS記憶媒体のための表面160は、薄層化プロセス、すなわち研削およびCMPによって損傷を受けやすくなる場合がある。
【0014】
さらに、データ入力および出力を含む全体的なシステム動作を制御するCMOS回路132は、非常に熱に影響を受けやすい。CMOS回路132は、他の構造が形成され、処理される前にステータウェーハ130内に形成されるので、従来の製造プロセスは厳しい熱制限(heat budget)問題を抱えていた。すなわち、ウェーハは高温で処理することができなかった。
【0015】
同様に、ロータウェーハ120の媒体側の後続の処理および他の処理ステップに起因して、ロータウェーハ120とステータウェーハ130との間のウェーハボンディングの劣化の確率が高くなる場合がある。
【0016】
熱処理に起因して形成後にCMOS回路132への損傷の確率が高いことは、後続の処理に起因するウェーハボンディングの劣化とともに、可動子処理の完了時にウェーハ上で多数の正確に機能している素子を表す歩留まりを低減し、製造コストを上昇させる場合がある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
ARSシステムを処理するための方法は、ロータウェーハのような第1のウェーハの、媒体側のような第1の側に保護層を被着させることを含む。その方法はさらに、ロータウェーハとハンドルウェーハとを結合すること、ロータウェーハのステータ側においてロータウェーハを薄層化すること、ステータウェーハを処理すること、ロータウェーハとステータウェーハとを結合すること、ハンドルウェーハを分離すること、およびロータウェーハの媒体側に導電性電極を被着させることによりロータウェーハの媒体側を処理することを含む。
【0018】
ARSシステムを処理するための方法の一実施形態は、保護層をパターニングすることと、保護層を選択的にエッチングすることと、保護層をマスクとして用いて、第1のウェーハを選択的に深くSiエッチングすることにより支持ばねを形成することをさらに含む。
【0019】
ARSシステムを処理するための方法の別の実施形態は、第2のウェーハ内に相補形金属酸化膜半導体(CMOS)回路を形成することと、保護層を除去することと、レーザダイシングすることとをさらに含む。
【0020】
ARSシステムのための改善された製造プロセスは、ウェーハ薄層化プロセス、すなわち研削およびCMPの前に、ロータウェーハの媒体側に導電性電極を被着させ、それにより、媒体表面上の導電性電極を研削プロセスから保護する。さらに、相対的に後の段階で、ステータウェーハ内にCMOS回路が形成される。それゆえ、CMOS回路が熱処理によって損傷を受ける可能性は低くなる。さらに、必要なプロセスの中には、緩められた熱制限で実行されるものもある。最後に、ロータウェーハおよびステータウェーハのウェーハボンディングは後の段階で実行されるので、ウェーハボンディングの劣化の確率が低くなる。したがって、素子の歩留まりが改善され、それにより製造コストが削減される場合がある。
【0021】
製造プロセスフローの好ましい実施形態が、以下に添付の図面を参照しながら詳細に記載されることになる。図面においては、同様の参照番号は同様の素子を指す。
【0022】
【発明の実施の形態】
図2Aおよび図2Bは典型的なARSシステム200を示す。ARSシステム200は、1000Gb/in2までの高いデータ記憶容量を有する。ARSシステム200は小さく、丈夫で、持ち運び可能である。さらに、ARSシステム200は低消費電力である。なぜなら、ある動作を実行するように要求されないときには、ARSシステム200は典型的には電力を消費しないためである。
【0023】
図2Aを参照すると、ARSシステム200は3つの結合されるSiウェーハ、すなわち本願明細書において第3のウェーハとも呼ばれる先端部ウェーハ210と、可動子ウェーハとしても知られるロータウェーハ220と、ステータウェーハ230とを含む。ロータウェーハ220は、典型的には100μm厚であり、先端部ウェーハ210およびステータウェーハ230より非常に薄い。ウェーハ210、220、230は、図2Aに示されるように、当分野においてよく知られているウェーハボンディング技術を用いて互いに結合される。
【0024】
各ウェーハ間の結合は、ARSチップの内部環境を保持できるようにする、超高真空(UHV)封止部202を用いて高真空に封止される内部キャビティを必要とする。またウェーハ間結合は、低抵抗の電気的接触も必要とする。たとえば、図2Aに示されるように、ロータウェーハ220のステータ側にある導電性電極は、ステータウェーハ230のロータ側にある導電性電極と結合される場合がある。ロータウェーハ220の媒体側にある導電性電極は、ステータウェーハ230内に配置されるCMOS回路232に接続される場合がある。先端部電子回路212は、ARSシステム200内の記憶媒体222とのインターフェースを形成するために必要とされる電界エミッタ先端部214(図2Bに示される)を制御する。媒体記録用セル224(図2Bに示される)を含む記憶媒体222は、ARSシステム200にデータのビットを格納する。
【0025】
CMOS回路232を含む読出し/書込み(R/W)電子回路も、導電性電極234(b)の下側のステータウェーハ230内に配置される。R/W電子回路は、記憶媒体222内のデータビットの読出しあるいは書込みを制御し、記憶媒体222内のデータビットにアクセスし、データビット値を判定することができる。
【0026】
ウェーハ貫通孔(thourgh-wafer vias)226によって、電気的なR/W信号(図示せず)が、ステータウェーハ230内のCMOS回路232から、ロータウェーハ220の媒体側にある導電性電極に、および先端部ウェーハ210内の先端部電子回路212に伝送されるようになる。
【0027】
図2BはARSシステム200の動作を示す。1つの電界エミッタ先端部214は、高電界を有する電界エミッタ先端部214内の金属から電子を抽出することにより、電子ビーム216を形成する。電子ビーム216は集束され、小さなデータスポットを加熱し、そのデータスポットの物理状態あるいは相を変更することにより、記憶媒体212上にデータビットを書き込むために用いられる。また電子ビーム216を用いて、記憶媒体222内のデータビット状態(値)を判定することもできる。エミッタ先端部アレイ218は電界エミッタ先端部214からなるアレイであり、その下側では、記憶媒体222がナノメートルの精度で移動する。
【0028】
図2Bに示される支持ばね240は、電界エミッタ先端部214とステータウェーハ230との間にロータウェーハ220を保持し、データビットが電界エミッタ先端部214に対して移動できるようにし、それにより各電界エミッタ先端部214が多数のデータビットにアクセスできるようにする。
【0029】
ARSシステム200が動作する場合に、ナノメートル精度の位置制御を行うために、ロータウェーハ220およびステータウェーハ230が、導電性電極を被着させることにより処理される必要がある。ARSシステム200のためのこの改善された製造プロセスの流れは、ロータウェーハ220の媒体側に導電性電極を被着させ、ロータウェーハ220とステータウェーハ230とを結合するための新規の方法を提供する。ARSシステム200において用いられる導体および他の電子部品素子は典型的にはSiから形成される。Siは塵が電子部品素子に損傷を与える場合があるため、清浄で、平坦にする必要がある。その改善された製造プロセスの流れによって、ARS記憶媒体のための表面を過酷なウェーハ薄層化プロセスから保護できるようになり、ARS媒体表面に対して高い感度を有する電子部品素子を用いることができるようになる。さらに、熱に影響を受けやすいCMOS回路232が、何らかの素子処理後に形成されるため、いくつかの必要な素子処理のための熱制限を緩めることができる。さらに、ウェーハボンディングが比較的後の段階で実行されるため、その改善された製造プロセスの流れは、ロータウェーハ220とステータウェーハ230との間のウェーハの劣化の確率を低減し、歩留まりを改善し、製造コストを削減できるようにする。
【0030】
改善された製造プロセスの一実施形態が図3〜図10に示される。図3Aを参照すると、Ti/TiN電極434(c)の導電層を後続の処理から保護するために、保護層350がロータウェーハ220の媒体表面460上にコーティングされる場合がある。保護層350は、その処理後に媒体表面460から選択的に除去される場合があるが、保護された導電性電極434(c)に損傷を与えることはない。また保護層350はIn2Se3結合層(後に記載される)に接着される場合がある。たとえば、SiO2層あるいはBPSG(borophosphosilicate glass)薄膜が、ロータウェーハ220のための接着性保護層350として用いられる場合がある。
【0031】
次に、ハンドルウェーハ530を用いる新規のウェーハボンディング技術が使用され得る。ロータウェーハ220は非常に脆弱であり、薄層化プロセスおよび後続のプロセス中に取り扱うことが困難になる場合があるため、取扱いを容易にするために、ハンドルウェーハ530がロータウェーハ220と結合される場合がある。ハンドルウェーハ530は網目状で、再利用可能であり、アルミナのような堅い材料から形成される場合がある。
【0032】
図3Bは、ハンドルウェーハ530が、たとえばセレン化反応を用いて、ロータウェーハ220の媒体側と如何に結合されるかを示す。ロータウェーハ220は、典型的なCMOS処理と適合性のある任意のタイプのウェーハボンディング技術を用いて、ハンドルウェーハ530と結合される場合がある。ウェーハボンディング技術は、たとえばKish,Jr.他による「Method For Bonding Compound Semiconductor Wafers To Create An Ohmic Interface」というタイトルの米国特許第5,661,316号に記載されており、その特許は参照して本願明細書に援用される。
【0033】
セレン化インジウム(In2Se3)の多層510が、200℃以上のセレン化反応によって接着剤として用いられる場合がある。セレン化反応は、均質な、InおよびSeの薄膜を交互に積み重ねた積層体がともに加熱され、アニールされて、二成分の化合物In2Se3を形成する処理ステップである。アニーリングプロセスが、ロータウェーハ220上の保護層350とも接触するIn2Se3層510からなる積層体で行われる場合には、二成分化合物は、同様にロータウェーハ220にも接着する場合がある。それゆえ、アニールされたIn2Se3層は、ハンドルウェーハ530をロータウェーハ220に保持する結合層520として機能することができる。In2Se3多層積重層510(アニール前)、520(アニール後)が図3Aに示される。アニール後、ハンドルウェーハ530は、ロータウェーハ220と結合される。次に、ウェーハ薄層化プロセスが実行される場合があり、ロータウェーハ220が、ステータ側において、約600μmから約100μmの厚みにまで薄層化される。ウェーハ薄層化は初期段階で実行されるので、次に形成される導電性電極は、研削プロセスから保護される場合がある。
【0034】
図4では、取扱いを容易にするためにハンドルウェーハ530と結合されている薄層化されたロータウェーハ220が、ロータウェーハ220のステータ側に、Ti/TiN電極のような導電性電極434(a)を被着させることにより処理される、ロータウェーハ220のステータ側に対して反転される場合がある。ポリSi402および絶縁性SiO2層のような絶縁層404(a)も、ロータウェーハ220のステータ側に被着される場合がある。ポリSi402は、ウェーハ貫通孔226用の導体として用いられる場合がある。
【0035】
図5を参照すると、CMOS回路232がステータウェーハ230内に形成され、その後、ステータウェーハ230のロータ側にTi/TiN電極のような導電性電極434(b)を被着させることにより、ステータウェーハ230のロータ側が処理される場合がある。絶縁性SiO2層のような絶縁層404(b)、および絶縁性Si3N4層のような別の絶縁層206も、ステータウェーハ230のロータ側に被着される場合がある。熱に影響を受けやすいCMOS回路232は比較的後の段階で形成されるため、上記の任意の素子の処理は、熱制限に関係なく実行される場合がある。さらに、後続の素子の処理が低減されるので、CMOS回路232が損傷を受ける可能性は小さくなり、素子の歩留まりが改善される場合がある。
【0036】
次に、図6に示されるように、ロータウェーハ220およびステータウェーハ230は、ウェーハボンディング技術を用いて結合される場合がある。導電性電極434(a)、434(b)は、読出し/書込み動作を行うために、互いに導通する場合がある。ロータウェーハ220とステータウェーハ230とを結合した後、図7に示されるように、In2Se3結合層520を選択的にウエットエッチングすることにより、ハンドルウェーハ530が分離される場合がある。ハンドルウェーハ530が除去された後、等方性ウエットエッチングあるいはガスエッチングにより、保護層350がロータウェーハ220から除去される場合がある。
【0037】
図8を参照すると、次に、ロータウェーハ220の媒体側に、導電性Ti/TiN電極のような導電性電極434(c)を被着させ、ARS記憶媒体222のための表面460を形成することにより、ロータウェーハ220の媒体側が処理される場合がある。絶縁性SiO2層のような絶縁層404(c)が、電気的絶縁および表面保護のために、ロータウェーハ220の媒体側にある導電性電極434(c)の下側あるいは上側にコーティングされる場合がある。ロータウェーハ220の媒体側の処理は、ARS製造プロセスの終了時近くに実行されるので、媒体表面222はウェーハ研削プロセスから保護されることができ、それに応じて導電性電極434(c)が保護されることができる。
【0038】
図9を参照すると、ロータウェーハ220を選択的に深くSiエッチングすることにより、支持ばね240が形成される場合がある。支持ばね240は、典型的にはマイクロエレクトロメカニカルシステム(MEMS)素子を得るために形成され、それを用いて、電界エミッタ先端部214とステータウェーハ230との間にロータウェーハ220を保持し、データビットが電界エミッタ先端部214に対して移動できるようにし、それにより各電界エミッタ先端部214が多数のデータビットにアクセスできるようにする。MEMSは、Siチップ上の電気回路に加えて、集積回路技術を用いて可動部品を形成することに関連している。最初に、保護層350の所定の部分がエッチングされ、保護層350のエッチングされた部分に対応するロータウェーハ220の部分が露出される場合がある。次に、ロータウェーハ220の露出された部分が、保護層350をマスクとして用いて、深くSiエッチングすることにより除去されることができる。マスクとしての保護層350には、たとえば、ハードマスク用の酸化物層あるいはソフトマスク用のPR層を用いることができる。最後に、コンピュータによって誘導されるレーザを用いて、ロータウェーハ220を個々の長方形の素子、すなわちダイスにカットするために、レーザダイシングが実行される場合がある。
【0039】
上記の製造プロセスは、ウェーハ薄層化プロセス、すなわち研削およびCMPの後に、ロータウェーハ220の媒体側に導電性電極434(c)を被着させ、それにより媒体表面460上の導電性電極434(c)が研削プロセスから保護される。さらに、相対的に後の段階で、ステータウェーハ230内にCMOS回路232が形成される。それゆえ、CMOS回路232が熱処理によって損傷を受ける可能性は低い。さらに、必要な処理の中には、緩められた熱制限で実行されるものもある。最後に、ロータウェーハ220およびステータウェーハ230のウェーハボンディングは後の段階で実行されるので、ウェーハボンディングの劣化の確率は低くなる。したがって、素子の歩留まりは改善され、それにより製造コストが削減される場合がある。
【0040】
図11は、ARSシステム200のための改善された製造プロセスのステップを示すフローチャートである。第1のステップは、ロータウェーハ220の媒体側に保護層350をコーティングすることを含む(ステップ612)。その後、ロータウェーハ220の媒体側は、たとえば、セレン化反応を用いて、取扱いを容易にするためにハンドルウェーハ530と結合される場合がある(ステップ614)。In2Se3の多層510がアニールされ、ハンドルウェーハ530をロータウェーハ220に保持する結合層520として機能する場合がある。次に、ロータウェーハ220が、ステータ側において、約100μmの厚みにまで薄層化される場合がある(ステップ616)。
【0041】
次のステップは、ロータウェーハ220のステータ側に、ポリSi402と、導電性電極434(a)と、絶縁層404(a)とを被着させることにより、ロータウェーハ220のステータ側を処理することを含む(ステップ618)。その後、ステータウェーハ230が処理される場合がある(ステップ620)。ステータウェーハ230の処理は、ステータウェーハ230内にCMOS回路232を形成すること(ステップ622)と、ステータウェーハ230のロータ側に、導電性電極434(b)を被着させることにより、ステータウェーハ230のロータ側を処理すること(ステップ624)とを含む。絶縁層404(a)および別の絶縁層206も、ステータウェーハ230のロータ側に被着される場合もある。
【0042】
次に、ハンドルウェーハ530で支持しながらロータウェーハ220が反転され、ステータ側においてステータウェーハ230と結合される場合がある(ステップ626)。ロータウェーハ220とステータウェーハ230とをボンディングした後、ハンドルウェーハ530が、結合層520を選択的にウエットエッチングすることにより分離される場合がある(ステップ628)。同様に、等方性ウエットエッチングあるいはガスエッチングにより、保護層350が除去される場合がある(ステップ630)。
【0043】
次のステップは、ロータウェーハ120の媒体側に導電性電極134(c)を被着させることにより、ロータウェーハ120の媒体側を処理することを含む(ステップ632)。最後に、最初に保護層350をパターニングし、その後、ロータウェーハ220の露出された部分を深くSiエッチングすることにより、支持ばね140が形成される場合がある(ステップ634)。その改善された製造プロセスは、レーザダイシングで終了する場合があり、それによれば、コンピュータによって誘導されるレーザを用いて、ロータウェーハ220が個別の長方形の素子にカットされる(ステップ636)。
【0044】
製造プロセスのフローは、典型的な実施形態とともに記載されているが、これらの教示に鑑みて、多くの変更形態が当業者には容易に明らかになり、本特許出願はその任意の変形形態を網羅することを意図していることは理解されよう。
【0045】
以上、本発明の実施例について詳述したが、以下、本発明の各実施態様の例を示す。
(実施態様1)第1のウェーハ(220)の第1の側に保護層(350)を被着させ(612)、前記第1のウェーハ(220)とハンドルウェーハ(530)とを結合し(614)、前記第1のウェーハ(220)の第2の側において前記第1のウェーハ(220)を薄層化させ(616)、第2のウェーハ(230)を処理し(620)、前記第1のウェーハ(220)と前記第2のウェーハ(230)とを結合させ(626)、前記ハンドルウェーハ(530)を分離し(628)、前記第1のウェーハ(220)の前記第1の側に導電性電極(434(c))を被着させることにより、前記第1のウェーハ(220)の前記第1の側を処理すること(632)とを含む方法。
(実施態様2)前項1記載の方法は、支持ばね(240)を形成すること(634)をさらに含むことを特徴とする方法。
(実施態様3)前記支持ばねを形成する前記ステップは、前記保護層(350)をパターニングさせ、前記保護層(350)を選択的にエッチングし、前記保護層(350)をマスクとして用いて、前記第1のウェーハ(220)を選択的に深くSiエッチングすることとを含む前項2に記載の方法。
(実施態様4)前記保護層を被着させる前記ステップは、酸化物層あるいはフォトレジスト(PR)層を被着させることを含む前項1に記載の方法。
(実施態様5)前記保護層を被着させる前記ステップは、BPSG(borophosphosilicate glass)層を被着させることを含む前項1に記載の方法。
(実施態様6)前記第1のウェーハと前記ハンドルウェーハとを結合する前記ステップは、前記第1のウェーハ(220)と、網目状のハンドルウェーハ(530)とを結合することを含む前項1に記載の方法。
(実施態様7)前記第1のウェーハと前記ハンドルウェーハとを結合する前記ステップは、セレン化反応を用いることを含む前項1に記載の方法。
(実施態様8)前記分離するステップは、結合層(520)を選択的にウエットエッチングすることにより前記ハンドルウェーハ(530)を分離することを含む前項7に記載の方法。
(実施態様9)前記第1のウェーハ(220)の前記第2の側に、導電性電極(434(a))を被着させることにより、前記第1のウェーハ(220)の前記第2の側を処理すること(618)をさらに含む前項1に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【図1A】従来のARSシステムの製造方法を説明するための図。
【図1B】従来のARSシステムの製造方法を説明するための図。
【図1C】従来のARSシステムの製造方法を説明するための図。
【図1D】従来のARSシステムの製造方法を説明するための図。
【図1E】従来のARSシステムの製造方法を説明するための図。
【図1F】従来のARSシステムの製造方法を説明するための図。
【図2A】本発明に用いられる典型的なARSシステムの断面図。
【図2B】本発明に用いられる典型的なARSシステムの部分詳細図。
【図3A】本発明の一実施例であるARSシステムの製造プロセスを説明するための図。
【図3B】本発明の一実施例であるARSシステムの製造プロセスを説明するための図。
【図4】本発明の一実施例であるARSシステムの製造プロセスを説明するための図。
【図5】本発明の一実施例であるARSシステムの製造プロセスを説明するための図。
【図6】本発明の一実施例であるARSシステムの製造プロセスを説明するための図。
【図7】本発明の一実施例であるARSシステムの製造プロセスを説明するための図。
【図8】本発明の一実施例であるARSシステムの製造プロセスを説明するための図。
【図9】本発明の一実施例であるARSシステムの製造プロセスを説明するための図。
【図10】本発明の一実施例であるARSシステムの製造プロセスを説明するための図。
【図11】本発明の一実施例であるARSシステムの製造プロセスの動作を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
200:原子分解能ストーレッジ(ARS)システム
210:先端部ウェーハ
220:ロータウェーハ
230:スタータウェーハ
232:CMOS回路
240:支持ばね
350:保護層
434:導電性電極
404:絶縁層
520:結合層
530:ハンドルウェーハ
Claims (14)
- 原子分解能ストーレッジ(ARS)システムで使用されるマイクロエレクトロメカニカルシステム(MEMS)素子を製造する方法であって、該マイクロエレクトロメカニカルシステム(MEMS)素子が、第1の側に記録用セルを含むとともに第2のウェーハに対して移動するように適合されている第1のウェーハを含むものにおいて、
第1のウェーハ(220)の第1の側に保護層(350)を被着するステップ(612)、
前記第1のウェーハ(220)の前記第1の側とハンドルウェーハ(530)を結合するステップ(614)、
前記第1のウェーハ(220)の第2の側において前記第1のウェーハ(220)を薄層化するステップ(616)、
第2のウェーハの(230)の第1の側に導電性電極(434(b))を被着することにより、前記第2のウェーハ(230)を処理するステップ(620)、
前記第1のウェーハ(220)の前記第2の側と前記第2のウェーハ(230)の前記第1の側を結合するステップ(626)、
前記ハンドルウェーハ(530)を分離するステップ(628)、
前記第1のウェーハ(220)の前記第1の側に導電性電極(434(c))を被着することにより、前記第1のウェーハ(220)の前記第1の側を処理するステップ(632)
を含む方法。 - 前記第1のウェーハ(220)の前記第1の側を処理するステップ(632)の後に、支持ばね(240)を形成するステップ(634)をさらに含む請求項1に記載の方法。
- 前記支持ばねを形成する前記ステップが、
前記保護層(350)をパターニングするステップ、
前記保護層(350)を選択的にエッチングするステップ、
前記保護層(350)をマスクとして用いて、前記第1のウェーハ(220)を選択的に深くSiエッチングするステップを含む請求項2に記載の方法。 - 前記ハンドルウェーハ(530)を分離するステップ(628)の後に、前記保護層を除去するステップ(630)をさらに含む請求項1に記載の方法。
- 前記支持ばね(240)を形成するステップ(634)の後に、レーザダイシングするステップ(636)をさらに含む請求項2又は3に記載の方法。
- 前記保護層を被着する前記ステップが、酸化物層あるいはフォトレジスト(PR)層を被着するステップを含む請求項1に記載の方法。
- 前記保護層を被着する前記ステップが、BPSG(ホウ酸添加燐酸珪酸ガラス)層を被着するステップを含む請求項1に記載の方法。
- 前記第1のウェーハと前記ハンドルウェーハを結合する前記ステップが、前記第1のウェーハ(220)と網目状のハンドルウェーハ(530)を結合するステップを含む請求項1に記載の方法。
- 前記第1のウェーハと前記ハンドルウェーハを結合する前記ステップが、セレン化反応を用いるステップを含む請求項1に記載の方法。
- 前記分離するステップが、結合層(520)を選択的にウエットエッチングすることにより、前記ハンドルウェーハ(530)を分離するステップを含む請求項9に記載の方法。
- 前記第1のウェーハ(220)を薄層化するステップ(616)の後に、前記第1のウェーハ(220)の前記第2の側に導電性電極(434(a))を被着することにより、前記第1のウェーハ(220)の前記第2の側を処理するステップ(618)をさらに含む請求項1に記載の方法。
- 前記第2のウェーハ(230)を処理する前記ステップ(620)が、前記第2のウェーハにCMOS(相補型金属酸化膜半導体)回路(232)を形成するステップ(622)を含む請求項1に記載の方法。
- 前記第2のウェーハ(230)を処理する前記ステップ(620)が、前記第2のウェーハの表面に導電性電極(434(b))を被着することにより、前記第2のウェーハの表面を処理するステップ(624)を含む請求項1に記載の方法。
- 原子分解能ストーレッジ(ARS)システムで使用されるマイクロエレクトロメカニカルシステム(MEMS)素子を製造する方法であって、該マイクロエレクトロメカニカルシステム(MEMS)素子が、第1の側に記録用セルを含むとともにステータウェーハに対して移動するように適合されているロータウェーハを含むものにおいて、
ロータウェーハ(220)の媒体側に保護層(350)を被着するステップ(612)、
前記ロータウェーハ(220)の前記媒体側とハンドルウェーハ(530)を結合するステップ(614)、
前記ロータウェーハ(220)のステータ側において前記ロータウェーハ(220)を薄層化するステップ(616)、
前記ロータウェーハ(220)の前記ステータ側に導電性電極(434(a))を被着することにより、前記ロータウェーハ(220)の前記ステータ側を処理するステップ(618)、
ステータウェーハ(230)のロータ側に導電性電極(434(b))を被着することにより、前記ステータウェーハ(230)を処理するステップ(620)、
前記ロータウェーハ(220)の前記ステータ側と前記ステータウェーハ(230)の前記ロータ側を結合するステップ(626)、
前記ハンドルウェーハ(530)を分離するステップ(628)、
前記保護層(350)を除去するステップ(630)、
前記ロータウェーハ(220)の前記媒体側に導電性電極(434(c))を被着することにより、前記ロータウェーハ(220)の前記媒体側を処理するステップ(632)、
支持ばね(240)を形成するステップ(634)、
レーザダイシングするステップ(636)
を含む方法。
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