JPH09181019A - 本体内の関連した素子、特に電子素子の分離方法 - Google Patents
本体内の関連した素子、特に電子素子の分離方法Info
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Abstract
関連した素子を分離する方法を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 本体1の電子素子2等の素子をそれらの
間にある分離領域3をエッチングして除去することによ
って分離が行われ、薄化されるべき本体1の領域におい
て、分離領域3に開口5を有している材料除去プロセス
を遅延する遅延層4が設けられており、それによって図
のb,cのように分離領域3が除去されて分離されるこ
とを特徴とする。
Description
子を分離する方法に関する。
ウェハ内で関連し、かつ分離されなければならない半導
体技術において多数適用されている。その他、多層回路
板からの個々の素子の分離およびセラミック回路板、セ
ンサおよびマイクロマシンの分離に適用されることがで
きる。
半導体ウェハを電子素子に分離する方法が記載されてい
る。電子素子への分離は、切断ラインに沿ってのこぎり
で切断することにより行われる。このような方法の欠点
の1つは、ソーイング動作が電子素子の能動領域に及ぶ
可能性のあるクラックを生じさせることである。このよ
うなクラックの発生を減少するために、いくつかの溝の
形成および付加的な層の付着等の複雑な技術が使用され
る。これは高価であり、クラックの発生を阻止すること
ができない。
の問題が発生する。一般に、比較的厚い半導体ウェハは
処理し易いために使用される。他方において、電子素子
は良好な熱伝達特性、低い電気抵抗を有し、かつ全体的
な高さが小さくなければならない。すなわち、それらは
可能な限り薄くなければならない。これらの要求を満た
すために比較的厚い半導体ウェハを使用し、プロセスの
終わりに、予め定められた厚さに薄化することが一般的
に行われている。この後、分離ステップを含むさらに別
の処理ステップが続き、ウェハの十分な機械的な堅牢さ
および負荷支持能力を保証するために、半導体ウェハの
最小の厚さが要求される。電子素子の適用の範囲はそれ
らの厚さによって限定される。例えば 200mmの直径を有
する半導体ウェハの場合、電子素子の厚さに対応する厚
さは、 200μm以上でなければならない。さらに大きい
直径を有する半導体ウェハが使用された場合、比較的厚
い電子素子しか製造されることができない。したがっ
て、電子素子により実現されることができる特性は限定
される。類似した問題は、本体内の関連した別の素子
の、特に上述された素子の分離において生じる。本発明
の目的は、本体内の関連した素子を分離する改良された
方法を提供することである。
を除去することによって分離が行われ、薄化されるべき
本体の領域において材料除去プロセスを遅延する遅延層
が設けられ、それが本体の分離領域に開口を有してい
る、本体内の関連した素子を分離する方法によって達成
される。したがって、分離プロセス中に遅延層の領域に
おいて本体の厚さを予め減少しておくことができる。そ
の後、素子への分離は、本体の分離領域中の材料を除去
することによって実現される。本体の厚さは、分離プロ
セスが行われるよりゆっくり減少されるように、除去が
減速されるように遅延層の材料が選択されなければなら
ない。したがって、薄化プロセス後に本体を全体的に処
理する必要はない。さらに、材料の除去および分離は本
体が固定位置にある状態で1つの固定装置において実行
されるため、本体はある固定装置から別の固定装置に移
動される必要がない。したがって、素子はもっと薄くさ
れることができる。個々の素子の領域が小さいために、
対応して素子は小さい厚さを有することができるので、
それらの機械的な堅牢性が保証される。
よび材料除去動作が同時に行われるため、プロセス時間
が短縮されることができる。分離動作は、材料除去動作
の前に開始されることができるため、2つの動作は同じ
速度で実行される。分離後に予め定められた厚さを有す
る素子が得られるように、分離動作は材料除去動作の前
に開始されることもできる。分離プロセス中のクラック
発生は、分離領域中の材料が除去されるために減少され
る。結果的に材料のこのような除去により生じるクラッ
クは機械的な切断より少ない。
の分離および本体の材料の除去はエッチング、特にプラ
ズマエッチングによって行われる。この方法において、
クラックは特に高い信頼性で阻止される。さらに、プラ
ズマエッチングは特に速くこの方法を実行することを可
能にする。遅延層のエッチング速度は、分離領域の材料
のエッチング速度より遅いことが有効である。その場
合、薄い遅延層は分離プロセスに関して材料除去プロセ
スを十分に遅延するのに十分である。
さ領域に開口を備えた1以上の別の遅延層が設けられる
ことが有効である。遅延層のエッチング速度および厚
さ、遅延層の数、並びに各遅延層における開口の位置
は、分離プロセスの終了後に素子が予め定められた位置
依存性の厚さを有するように選択されてもよい。このよ
うにして、素子は予め定められた厚さおよび形状に製造
されることができる。材料が除去された本体の側面に素
子の異なる構造、段、傾斜部分、湾曲部分等が形成され
ることができる。
延層は本体のベース材料から形成される。分離プロセス
後の素子の厚さは、遅延層の厚さだけで決定される。別
の遅延層もまた本体のベース材料から形成されてもよ
い。
1の遅延層は本体の裏面または前面に付着され、遅延係
数は分離プロセスの終了後に第1の遅延層のかなりの部
分が残されるように選択される。第1の遅延層は金属か
ら形成されてもよい。その場合、特に分離がエッチング
によって行われた場合には、非常に少量の遅延層しか除
去されないため、素子の厚さは本質的に本体の厚さに対
応し、本質的に分離動作が行われる。これは、クラック
が高い信頼性で阻止される電子素子の迅速で安価な分離
を確実にする。
体は半導体ウェハであり、素子は電子素子である。この
実施形態において、電子素子の新しい適用が完全に明ら
かにされる。それは、電子素子が 200mmの直径および10
乃至20μmの厚さを有する半導体ウェハから製造される
ことができるためである。例えば、大規模集積(LS
I)電子素子からの熱除去は実質的に改良される。高性
能の電子素子の場合、熱放散は減少され、それによって
効率が高められ、全体的な高さが小さいことによりチッ
プカードにおける電子素子の広範囲にわたる使用が可能
になる。
を詳細に説明する。図1を参照すると、電子素子2を備
えた本発明によるプロセス中の異なる時点の半導体ウェ
ハ1が示されている。図1のaは、第1の時点の半導体
ウェハ1の断面の一部分を示す。半導体ウェハ1の上面
上には、電子素子2が形成されている。電子素子2の間
には、半導体ウェハ1上の電子素子2を分離するように
機能する分離領域3が設けられている。半導体ウェハ1
の下面は、分離領域3で開口5を有する遅延層4を具備
している。遅延層4は、そのエッチング速度が半導体ウ
ェハ1のベース材料のエッチング速度より遅いように選
択される。所望される電子素子2の最終的な厚さは、遅
延層4の厚さおよび半導体ウェハ1と遅延層4のエッチ
ング速度の比によって決定される。それに応じて遅延層
4の厚さおよび材料が選択される。例えば、半導体ウェ
ハ1はシリコンウェハであってもよく、遅延層4はエッ
チング速度がシリコンウェハのそれより遅いシリコン化
合物の層であってもよい。電子素子2および付着される
遅延層4の所望の厚さを決定するときに、遅延層4およ
び半導体ウェハ1のエッチング速度が依存するエッチン
グ液を考慮に入れなければならない。
ウェハ1の同じ部分を示す。遅延層4はエッチングされ
ている。この場合、遅延層4のエッチング速度は半導体
ウェハ1のエッチング速度の1/2であるため、遅延層
4の2倍の厚さの部分6が分離領域3において半導体ウ
ェハ1からエッチングされる。この例において、部分6
の厚さは電子素子2の所望の最終的な厚さに等しい。
された電子素子2を示す。図1のbではまだ残っていた
半導体ウェハ1の材料がエッチングにより除去されてい
る。この領域において、半導体ウェハ1の材料は例えば
シリコンのような分離領域3全体の材料と同じであり、
したがってこれらの領域中のエッチング速度は同じなの
で、図1のbにおいてエッチングされた部分6により形
成された分離領域3中の段は、所望される最終的な厚さ
の電子素子2が完全に分離されるまで、エッチングプロ
セスの間保持され継続的に移動された。
一例を示したに過ぎない。他の異なる形態が可能であ
り、例えば電子素子2の分離プロセスの後で少量のオー
バーエッチングが行なわれてもよい。
ェハ1を示す。SOI構造は、絶縁性の遅延層4、およ
び電気素子2を含む被覆層2´とから構成されている。
遅延層4は、電子素子2の間の分離層3に開口5を有す
る。遅延層4はSiO2 層であってもよい。
4までエッチングされた後の半導体ウェハ1を示す。こ
の時点まで、半導体ウェハ1の下面のエッチング速度は
同じである。遅延層4のエッチング速度は、シリコンの
エッチング速度より実質的に遅い。エッチングが行われ
ている間、分離層3中のシリコンはSiO2 層すなわち
遅延層4より速くエッチングされる。
な状態を示す。遅延層4の部分4´は、電子素子2の一
部分を形成する。この実施形態では、遅延層4の材料に
対する分離層3中の材料のエッチング速度比はほぼ4:
1である。
接合された概略図である。半導体ウェハ1の電子素子2
は、分離領域3によって分離される。全ての実施形態に
おいて、本発明による方法の重要な利点は、材料除去お
よび分離プロセスを通じて半導体ウェハ1が移動される
必要がなく、半導体ウェハ1が固定位置にある状態でプ
ロセス全体を実行できるということである。
可能な実施形態のうちの2つに過ぎない。本発明による
方法はまたその他の素子または本体に適用可能である。
例えば、ウェハが多層基板で組合わせられている場合に
も使用できる。組合わせられるべき2つのウェハのコン
タクト領域において、対応した遅延層が予め設けられて
いなければならない。半導体ウェハの裏面ではなく前面
で選択的エッチングが行われることもできる。これは、
電子素子の前面のコンタクトが所望されない場合に重要
である。その場合、コンタクトに結合する表面に段構造
が形成されることができる。エッチングされない表面の
部分は、金属層であることが好ましいエッチング停止層
で被覆されなければならない。
路板、セラミック回路板、センサ素子、マイクロマシン
等を分離するために使用されることができる。
る方法を示した断面図。
素子に分離する本発明による方法を示した断面図。
な上面図。
Claims (10)
- 【請求項1】 本体の分離領域から材料を除去すること
によって素子の分離が行われ、薄化されるべき本体の領
域において、分離領域に開口を有している材料除去プロ
セスを遅延する遅延層が設けられていることを特徴とす
る本体内の関連した素子を分離する方法。 - 【請求項2】 素子の分離および本体の薄化は、エッチ
ング、特にプラズマエッチングによって行われることを
特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 遅延層のエッチング速度は、分離領域の
材料のエッチング速度より遅いことを特徴とする請求項
2記載の方法。 - 【請求項4】 薄化されるべき領域において、深さ領域
に開口を備えた1以上の別の遅延層が設けられているこ
とを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の方
法。 - 【請求項5】 遅延層のエッチング速度および厚さ、遅
延層の数、並びに各遅延層における開口の位置は、分離
プロセスの終了後に素子が予め定められた位置依存性の
厚さを有するように選択されることを特徴とする請求項
2乃至4のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項6】 1以上の遅延層は、本体のベース材料か
ら形成されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれ
か1項記載の方法。 - 【請求項7】 第1の遅延層は本体の裏面または前面に
付着されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか
1項記載の方法。 - 【請求項8】 遅延係数は、分離プロセスの終了後に第
1の遅延層のかなりの部分が保存されるように選択され
ることを特徴とする請求項1または2記載の方法。 - 【請求項9】 遅延層は金属から形成されることを特徴
とする請求項7または8記載の方法。 - 【請求項10】 本体は半導体ウェハであり、素子は電
子素子であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれ
か1項記載の方法。
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