(57)【要約】【課題】可撓性変換器ユニットを製造するための新規な方法を提供する。【解決手段】複数の変換器構造体を含むウェハーから、可撓性変換器ユニットを製造する方法に関するものであり、変換器構造体が、基板１と、金属−酸化物層１０と、金属−酸化物層１０における少なくとも１個のメッシュ構造体４と、金属−酸化物層１０に少なくとも１個の第１コンタクトパッド３を有する電線２とを備える。本製造方法は、メッシュ４を解放するために金属−酸化物層１０をエッチングする工程と、メッシュ４上に密封層７を形成する工程と、金属−酸化物層１０上に第１可撓性材料層８を形成する工程と、変換器構造体を十分可撓性のあるものにするにはために基板１のかなりの厚さを除去する工程とを含む。また、メッシュを解放する前に、第１可撓性材料層８を形成してもよい。さらに、ウェハーの裏側に第２可撓性層９を形成する工程を有してもよい。【選択図】図１（ｃ）
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、金属−酸化物層と、前記金属−酸化物層における少なくとも１個のメッシュ構造体と、前記金属−酸化物層に少なくとも１個の第一コンタクトパッドを有するワイヤとを備える変換器構造体から可撓性変換器ユニットを製造する方法であって、
前記メッシュを解放するために前記金属−酸化物層をエッチングする工程と、
前記メッシュ上に密封層を形成する工程と、
前記金属−酸化物層上に第一可撓性材料層を形成する工程と、
前記変換器構造体を十分可撓性のあるものにするために前記基板のかなりの厚さを除去する工程と、
を含むことを特徴とする可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項２】
前記基板が、エッチングにより除去されることを特徴とする請求項１に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項３】
前記基板が、ラッピングプロセスにより除去されることを特徴とする請求項１に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項４】
前記基板が、実質的に完全に除去されることを特徴とする請求項１に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項５】
前記基板の裏側に第二可撓性材料層を塗布する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項６】
前記基板の除去後、露出された前記金属−酸化物層に第二可撓性材料層を塗布する工程をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項７】
前記第一可撓性材料層を塗布する工程後、前記ワイヤの前記第一コンタクトパッドを露出する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項８】
前記第二可撓性材料層を塗布する工程後、前記ワイヤの第二コンタクトパッドを露出する工程をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項９】
前記第二可撓性材料層を塗布する工程後、前記ワイヤの第二コンタクトパッドを露出する工程をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項１０】
チップを形成するために前記変換器構造体を分離する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項１１】
前記基板が、シリコンを含むことを特徴とする請求項１に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項１２】
前記メッシュが、金属メッシュであることを特徴とする請求項１に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項１３】
前記メッシュが、ＣＭＯＳプロセスに従って製造された金属メッシュであることを特徴とする請求項１２に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項１４】
前記基板が、金属−酸化物スタックをさらに備え、
前記メッシュを解放する工程が、前記金属−酸化物スタックを解放する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項１５】
前記金属−酸化物スタックは、除去される前記金属−酸化物層の金属層が前記金属−酸化物層の金属バイアにより相互接続され、前記金属層の縁部が前記メッシュを解放する工程後に露出されるように製造されることを特徴とする請求項１４に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項１６】
前記メッシュを解放する工程は、前記メッシュが設けられている領域の前記金属−酸化物層の等方性シリコン酸化物エッチングの工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項１７】
解放の前記等方性シリコン酸化物エッチングは、前記金属−酸化物層に製造された下側のポリシリコン層で停止することを特徴とする請求項１６に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項１８】
解放の前記等方性シリコン酸化物エッチングは、前記シリコン基板の表面で停止することを特徴とする請求項１６に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項１９】
前記メッシュを解放する工程は、前記基板にアンダーカットを生成するために、異方性エッチングと等方性シリコンエッチングとを組み合わせたエッチングを前記変換器構造体に施す工程をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項２０】
前記メッシュを解放する工程は、気相中で行われ、ＰＥＣＶＤ膜を生成することを特徴とする請求項１に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項２１】
前記メッシュを解放する前記工程は、気相中で行われ、ポリマー膜を生成することを特徴とする請求項１に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項２２】
前記ポリマー膜が、テフロン（登録商標）およびパリレンからなる群から選択されるものであることを特徴とする請求項２１に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項２３】
前記第一可撓性材料が、ポリマー層を有することを特徴とする請求項１に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項２４】
前記ポリマー層が、ポリイミド、パリレン、およびテフロン（登録商標）からなる群から選択されるものであることを特徴とする請求項２３に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項２５】
前記第二可撓性材料が、ポリマー層を有することを特徴とする請求項５または６に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項２６】
前記ポリマー層が、ポリイミド、パリレン、およびテフロン（登録商標）からなる群から選択されるものであることを特徴とする請求項２５に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項２７】
前記金属−酸化物層上に前記第一可撓性層を形成した後、前記変換器構造体をキャリアウェハーに結合する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項２８】
前記金属−酸化物層上に前記第一可撓性層を形成した後、前記変換器構造体をキャリアウェハーに結合する工程と、前記露出された金属−酸化物層上に前記第二可撓性層を形成した後、前記キャリアウェハーを除去する工程とをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項２９】
前記金属−酸化物層上に前記第一可撓性層を形成した後、前記変換器構造体をキャリアウェハーに結合する工程と、前記露出された金属−酸化物層上に前記第二可撓性層を形成した後、前記キャリアウェハーを除去する工程とをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項３０】
前記基板の除去が、前記基板のコースエッチングと、前記基板の微細エッチングとを含み、前記微細エッチングが、ウェットエッチング、ＲＩＥ／プラズマエッチング、および気相エッチングからなる群から選択されるエッチングにより、前記コースエッチング後、前記基板の残存部を除去する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項３１】
所定の分離レーンにある前記金属−酸化物層が、前記変換器構造体の製造時に、完全に除去されることを特徴とする請求項１に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項３２】
基板と、金属−酸化物層と、前記金属−酸化物層における少なくとも１個のメッシュ構造体と、前記金属−酸化物層に少なくとも１個の第一コンタクトパッドを有するワイヤとを備える変換器構造体から、可撓性変換器ユニットを製造する方法であって、
前記金属−酸化物層上に第一可撓性材料層を形成する工程と、
前記メッシュが設けられている領域の前記金属−酸化物層を露出する工程と、
前記メッシュを解放するために前記金属−酸化物層をエッチングする工程と、
前記メッシュ上に密封層を形成する工程と、
前記変換器構造体を可撓性のあるものにするために前記基板のかなりの厚さを除去する工程と、
を含むことを特徴とする可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項３３】
前記基板が、実質的に完全に除去されることを特徴とする請求項３２に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項３４】
前記基板の除去後、露出された金属−酸化物層に第二可撓性材料層を塗布する工程をさらに含むことを特徴とする請求項３３に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項３５】
前記基板の裏側に第二可撓性材料層を塗布する工程をさらに含むことを特徴とする請求項３２に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項３６】
前記第一可撓性材料層を塗布する工程後、前記ワイヤの前記コンタクトパッドを露出する工程をさらに含むことを特徴とする請求項３２に記載の製造方法。
【請求項３７】
前記第二可撓性材料層を塗布する工程後、前記ワイヤの第二コンタクトパッドを露出する工程をさらに含むことを特徴とする請求項３４または３５に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項３８】
ダイを形成するために前記変換器構造体を分離する工程をさらに含むことを特徴とする請求項３２に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項３９】
前記メッシュが、ＣＭＯＳプロセスに従って製造された金属メッシュであることを特徴とする請求項３２に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項４０】
前記基板が、金属−酸化物スタックをさらに備え、
前記メッシュを解放する工程が、前記金属−酸化物スタックを解放する工程をさらに含むことを特徴とする請求項３２に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項４１】
前記金属−酸化物スタックは、除去される前記金属−酸化物層の金属層が前記金属−酸化物層の金属バイアにより相互接続され、前記金属層の縁部が前記メッシュを解放する前記第三工程後に露出されるように製造されることを特徴とする請求項４０に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項４２】
前記メッシュを解放する工程は、前記メッシュが設けられている領域の前記金属−酸化物層の等方性シリコン酸化物エッチングの工程を含むことを特徴とする請求項３２に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項４３】
解放の前記等方性シリコン酸化物エッチングは、前記金属−酸化物層に製造された下側のポリシリコン層で停止することを特徴とする請求項４２に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項４４】
解放の前記等方性シリコン酸化物エッチングは、前記シリコン基板の表面で停止することを特徴とする請求項４２に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項４５】
前記メッシュを解放する工程は、前記基板にアンダーカットを生成するために、異方性エッチングと等方性シリコンエッチングとを組み合わせたエッチングを前記変換器構造体に施す工程をさらに含むことを特徴とする請求項４２に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項４６】
前記メッシュを解放する工程は、気相中で行われ、ＰＥＣＶＤ膜を生成することを特徴とする請求項３２に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項４７】
前記メッシュを解放する工程は、気相中で行われ、ポリマー膜を生成することを特徴とする請求項３２に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項４８】
前記ポリマー膜は、テフロン（登録商標）およびパリレンからなる群から選択されるものであることを特徴とする請求項４７に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項４９】
前記第一可撓性材料が、ポリマー層を有することを特徴とする請求項３２に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項５０】
前記ポリマー層が、ポリイミド、パリレン、およびテフロン（登録商標）からなる群から選択されるものであることを特徴とする請求項４９に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項５１】
前記金属−酸化物層上に前記第一可撓性層を形成した後、前記変換器構造体をキャリアウェハーに結合する工程をさらに含むことを特徴とする請求項３２に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項５２】
前記金属−酸化物層上に前記第一可撓性層を形成した後、前記変換器構造体をキャリアウェハーに結合する工程と、前記露出された金属−酸化物層上に前記第二可撓性層を形成した後、前記キャリアウェハーを除去する工程とをさらに含むことを特徴とする請求項３４に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項５３】
前記金属−酸化物層上に前記第一可撓性層を形成した後、前記変換器構造体をキャリアウェハーに結合する工程と、前記露出された金属−酸化物層上に前記第二可撓性層を形成した後、前記キャリアウェハーを除去する工程とをさらに含むことを特徴とする請求項３５に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項５４】
前記基板の除去が、前記基板のコースエッチングと、前記基板の微細エッチングとを含み、前記微細エッチングが、ウェットエッチング、ＲＩＥ／プラズマエッチング、および気相エッチングからなる群から選択されるエッチングにより、前記コースエッチング後、前記基板の残存部を除去する工程を含むことを特徴とする請求項３２に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項５５】
所定の分離レーンにある前記金属−酸化物層が、前記変換器構造体の製造時に、完全に除去されることを特徴とする請求項３２に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項５６】
前記第二可撓性材料が、ポリマー層を有することを特徴とする請求項３４または３５に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項５７】
前記ポリマー層が、ポリイミド、パリレン、およびテフロン（登録商標）からなる群から選択されるものであることを特徴とする請求項５６に記載の可撓性変換器ユニットの製造方法。
【請求項５８】
変換器構造体であって、第一可撓性層と、前記第一可撓性層の第一表面と接続する金属−酸化物層と、前記金属−酸化物層に埋設されたワイヤおよび前記ワイヤに接続される第一コンタクトパッドと、前記金属−酸化物層に懸吊されるメッシュと、少なくとも前記メッシュを覆う密封層とを備える変換器構造体。
【請求項５９】
前記金属−酸化物層の第二側と接続する残存基板をさらに備えることを特徴とする請求項５８に記載の変換器構造体。
【請求項６０】
前記金属−酸化物層の第二側の前記残存基板と接続する第二可撓性層をさらに備えることを特徴とする請求項５９に記載の変換器構造体。
【請求項６１】
前記金属−酸化物層の第二側と接続する第二可撓性層をさらに備えることを特徴とする請求項５８に記載の変換器構造体。
【請求項６２】
前記金属−酸化物層に懸吊される金属−酸化物スタックをさらに備えることを特徴とする請求項５８に記載の変換器構造体。
【請求項６３】
前記金属−酸化物スタックの金属層が前記金属−酸化物層の金属バイアにより相互接続され、前記金属層の縁部が露出されることを特徴とする請求項６２に記載の変換器構造体。
【請求項６４】
前記金属−酸化物スタックが、１から前記金属−酸化物層の金属層の合計数までの中から選択された数の金属層を備えることを特徴とする請求項６２に記載の変換器構造体。
【請求項６５】
前記メッシュに平行で所定の距離に延在するポリシリコン層をさらに備えることを特徴とする請求項５８に記載の変換器構造体。
【請求項６６】
前記第一コンタクトパッドが、前記第一可撓性層から露出されることを特徴とする請求項５８に記載の変換器構造体。
【請求項６７】
前記ワイヤと接続し、前記第二可撓性層から露出される第二コンタクトパッドをさらに備えることを特徴とする請求項６０に記載の変換器構造体。
【請求項６８】
前記ワイヤと接続し、前記第二可撓性層から露出される第二コンタクトパッドをさらに備えることを特徴とする請求項６１に記載の変換器構造体。
【請求項６９】
前記密封層が、さらに、前記第一可撓性層を覆うことを特徴とする請求項５８に記載の変換器構造体。
【請求項７０】
前記メッシュが、金属メッシュであることを特徴とする請求項５８に記載の変換器構造体。
【請求項７１】
前記第一可撓性層の材料が、ポリイミド、パリレン、およびテフロン（登録商標）からなる群から少なくとも１つ選択されるものであることを特徴とする請求項５８に記載の変換器構造体。
【請求項７２】
前記第二可撓性層の材料が、ポリイミド、パリレン、およびテフロン（登録商標）からなる群から少なくとも１つ選択されるものであることを特徴とする請求項６０に記載の変換器構造体。
【請求項７３】
前記第二可撓性層の材料が、ポリイミド、パリレン、およびテフロン（登録商標）からなる群から少なくとも１つ選択されるものであることを特徴とする請求項６１に記載の変換器構造体。
【請求項７４】
前記密封層が、ＰＥＣＶＤ膜であることを特徴とする請求項５８に記載の変換器構造体。
【請求項７５】
前記密封層が、ポリマー膜であることを特徴とする請求項５８に記載の変換器構造体。
【請求項７６】
前記密封層の前記ポリマーの材料が、テフロン（登録商標）およびパリレンからなる群から少なくとも１つ選択されるものであることを特徴とする請求項７５に記載の変換器構造体。
【請求項７７】
各可撓性変換器ユニットが、第一可撓性層と、前記第一可撓性層の第一表面と接続する金属−酸化物層と、前記金属−酸化物層に埋設されたワイヤおよび前記ワイヤに接続される第一コンタクトパッドと、前記金属−酸化物層に懸吊されるメッシュと、少なくとも前記メッシュを覆う密封層と、を備えることを特徴とする可撓性変換器ユニットを有するアレイ。
【請求項７８】
各前記可撓性変換器ユニットが、さらに、前記金属−酸化物層の第二側と接続する残存基板を備えることを特徴とする請求項７７に記載の可撓性変換器ユニットを有するアレイ。
【請求項７９】
各前記可撓性変換器ユニットが、さらに、前記金属−酸化物層の第二側の前記残存基板と接続する第二可撓性層を備えることを特徴とする請求項７８に記載の可撓性変換器ユニットを有するアレイ。
【請求項８０】
各前記可撓性変換器ユニットが、さらに、前記金属−酸化物層の第二側と接続する第二可撓性層を備えることを特徴とする請求項７７に記載の可撓性変換器ユニットを有するアレイ。
【請求項８１】
各前記可撓性変換器ユニットが、さらに、前記金属−酸化物層に懸吊される金属−酸化物スタックを備えることを特徴とする請求項７７に記載の可撓性変換器ユニットを有するアレイ。
【請求項８２】
前記金属−酸化物スタックの金属層が前記金属−酸化物層の金属バイアにより相互接続され、前記金属層の縁部が露出されることを特徴とする請求項８１に記載の可撓性変換器ユニットを有するアレイ。
【請求項８３】
前記金属−酸化物スタックが、１から前記金属−酸化物層の金属層の合計数までの中から選択された数の金属層を備えることを特徴とする請求項８１に記載の可撓性変換器ユニットを有するアレイ。
【請求項８４】
前記各変換器ユニットが、さらに、前記メッシュに平行で所定の距離に延在するポリシリコン層を備えることを特徴とする請求項７７に記載の可撓性変換器ユニットを有するアレイ。
【請求項８５】
前記第一コンタクトパッドが、前記第一可撓性層から露出されることを特徴とする請求項７７に記載の可撓性変換器ユニットを有するアレイ。
【請求項８６】
各前記可撓性変換器ユニットが、さらに、前記ワイヤと接続し、前記第二可撓性層から露出される第二コンタクトパッドを備えることを特徴とする請求項７９に記載の可撓性変換器ユニットを有するアレイ。
【請求項８７】
各前記可撓性変換器ユニットが、さらに、前記ワイヤと接続し、前記第二可撓性層から露出される第二コンタクトパッドを備えることを特徴とする請求項８０に記載の可撓性変換器ユニットを有するアレイ。
【請求項８８】
前記密封層が、さらに、前記第一可撓性層を覆うことを特徴とする請求項７７に記載の可撓性変換器を有するユニットアレイ。
【請求項８９】
前記メッシュが、金属メッシュであることを特徴とする請求項７７に記載の可撓性変換器ユニットを有するアレイ。
【請求項９０】
前記第一可撓性層の材料が、ポリイミド、パリレン、およびテフロン（登録商標）からなる群から少なくとも１つ選択されるものであることを特徴とする請求項７７に記載の可撓性変換器ユニットを有するアレイ。
【請求項９１】
前記第二可撓性層の材料が、ポリイミド、パリレン、およびテフロン（登録商標）からなる群から少なくとも１つ選択されるものであることを特徴とする請求項７９に記載の可撓性変換器ユニットを有するアレイ。
【請求項９２】
前記第二可撓性層の材料が、ポリイミド、パリレン、およびテフロン（登録商標）からなる群から少なくとも１つ選択されるものであることを特徴とする請求項８０に記載の可撓性変換器ユニットを有するアレイ。
【請求項９３】
前記密封層が、ＰＥＣＶＤ膜であることを特徴とする請求項７７に記載の可撓性変換器ユニットを有するアレイ。
【請求項９４】
前記密封層が、ポリマー膜であることを特徴とする請求項７７に記載の可撓性変換器ユニットを有するアレイ。
【請求項９５】
前記密封層の前記ポリマーの材料が、テフロン（登録商標）およびパリレンからなる群から少なくとも１つ選択されるものであることを特徴とする請求項９４に記載の可撓性変換器ユニットを有するアレイ。
【請求項９６】
各前記変換器ユニットが、前記第一可撓性層により分離されることを特徴とする請求項７７に記載の可撓性変換器ユニットを有するアレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可撓性変換器ユニットの製造方法に関し、特に複数の変換器構造体が製造されるウェハーから、可撓性変換器ユニットを製造する方法に関する。また、本発明は、先に述べた方法に従って製造される、可撓性変換器ユニットの新規な構造、および可撓性変換器ユニットのアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
センサおよびアクチュエータの応用例は、典型的には、信号調整回路および駆動回路に接続される。電気的な寄生構成要素（component）を減少させ、信号対雑音比を向上させ、大規模なアレイ中のアレイ要素(one unit of array)へのアドレッシングを管理し、相互接続とパッケージングの複雑さおよびコストとを低減し、全体的なマイクロシステムサイズを小型化することなどのために、これらの回路と変換器を同一基板上に一体化することが極めて望ましい。集積回路の製作前、製作中、または製作後の変換器の製作において、変換器および回路の一体化のために提案されたすべての手法の中では、変換器デバイス用の集積回路および材料層に対して従来の生産ラインを利用し、続いていくつかの後処理工程を利用する方法が最も望ましい。というのは、プロセスを標準的なＩＣ製造工場で行うことができ、顧客の設計プロセスを開発する必要がないからである。
【０００３】
変換器パッケージングでは、物理的環境への変換器のインターフェースが提供され、または一定状態で変換器が保持される必要があり、例えば、慣性センサー用の密封された空洞（cavity）または圧力検出用の露出された膜などが創出され、さらに、通常のＩＣパッケージングとして従来のデバイスパッシベーションおよび電線（electrical leads）が提供される。そのため、変換器パッケージングは、従来のＩＣパッケージングより高価になる可能性がある。物理的環境への変換器のインターフェースを提供し、変換器動作状態を保持し、デバイスパッシベーションおよび電線を提供するという微細加工で使用する処理技術と同様の一括製造プロセスを利用することにより、変換器のウェハーレベルパッケージング方法を用いて変換器パッケージングコストを低減できる場合がある。これらのパッケージング技術は、変換デバイスおよびマイクロシステムと適合する必要がある。
医療インプラント、内視鏡診断ツール、または曲面もしくは柔らかい面上に使用されるデバイスなどの多くの用途では、パッケージングされた高機能変換器は、一定の可撓性を有する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、可撓性変換器ユニットを製造するための新規な方法を提供することである。
本発明の別の目的は、標準的なＩＣ製造プロセスで実現できる可撓性変換器ユニットの製造方法を提供することである。
本発明のまた別の目的は、パッシベーションおよびパッケージングプロセスが完了する可撓性変換器ユニットの製造方法を提供することである。
【０００５】
本発明のまたさらに別の目的は、可撓性変換器ユニットの新規な構造を提供することである。
本発明のまたさらに別の目的は、ＩＣ製造プロセスに従って製造、後処理、およびパッケージングされた可撓性変換器ユニットを提供することである。
本発明のまたさらに別の目的は、本発明方法に従って製造された可撓性変換器ユニットのアレイを提供することである。
本発明のまたさらに別の目的は、ＩＣ製造プロセスに従って製造、後処理、およびパッケージングされた可撓性変換器ユニットのアレイを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る可撓性変換器ユニットの製造方法は、変換器構造体の後処理方法が提供される。変換器構造体は、通常、基板と、金属−酸化物層と、前記金属−酸化物層（metal-oxide layer）における少なくとも１個のメッシュ構造体と、前記金属−酸化物層に少なくとも１個の第一コンタクトパッドを有するワイヤ（electric wire）とを備える。
本発明のほとんどの用途では、複数の変換器は１枚の基板上に製造され、その基板は、シリコン基板、より詳細には、ＳＯＩ基板でよい。
【０００７】
本発明に係る可撓性変換器ユニットの製造方法の１つの態様において、後処理方法は、
前記メッシュを解放するために金属−酸化物層をエッチングする工程と、メッシュ上に密封層を形成する工程と、金属−酸化物層上に第一可撓性材料層を形成する工程と、変換器構造体を十分可撓性のあるものにするために、基板のかなりの厚さを除去する工程と、を含む。
【０００８】
本発明に係る可撓性変換器ユニットの製造方法では、基板は、エッチング、特にラッピングプロセスにより除去される。また、基板は、実質的に完全に除去される。
さらに本発明に係る可撓性変換器ユニットの製造方法において、後処理方法は、変換器構造体の金属−酸化物層上に第一可撓性材料層を形成する工程と、メッシュが設けられている領域の金属−酸化物層を露出する工程と、メッシュを解放するために金属−酸化物層をエッチングする工程と、メッシュ上に密封層を形成する工程と、変換器構造体を可撓性のあるものにするために、基板のかなりの厚さを除去する工程と、
を含む。
【０００９】
同様に、基板は、エッチング、特にラッピングプロセスにより除去されてもよい。また、基板は、実質的に完全に除去されてもよい。
第二可撓性材料層は、基板が除去された後、露出した金属−酸化物層上に形成されてもよい。第一可撓性材料層が形成された後、ワイヤのコンタクトパッドを露出する必要がある場合がある。同様に、第二可撓性材料層が形成された後、ワイヤの第二コンタクトパッドを露出する必要がある場合がある。
【００１０】
本発明に係るメッシュは、変換器の主構造体であり、金属メッシュ、特にＣＭＯＳプロセスに従って製造された金属メッシュでよい。変換器構造体は、さらに、金属−酸化物層に製造される金属−酸化物スタックを備えてもよい。メッシュを解放するとき、金属−酸化物スタックも解放してもよい。金属−酸化物スタックは、除去される金属−酸化物層の金属層が金属−酸化物層の金属バイアにより相互接続され、金属層の縁部がメッシュ解放工程後に露出されるように製造される。
【００１１】
メッシュだけでなく、金属−酸化物スタックも解放するために、メッシュが設けられている領域の金属−酸化物層の等方性シリコン酸化物エッチングが使用されてもよい。金属−酸化物層の等方性シリコン酸化物エッチングは、金属−酸化物層に製造された下側のポリシリコン層または基板の表面で停止する。エッチングプロセスは、さらに、基板にアンダーカットを生成するために、異方性エッチングと等方性シリコンエッチングを組み合わせたエッチングを変換器構造体に施す工程を含んでもよい。
【００１２】
メッシュの再密封は、気相中で行われ、テフロン（登録商標）またはパリレンなどのＰＥＣＶＤ膜またはポリマー膜を生成してもよい。第一可撓性層および第二可撓性層は、それらの材料および構造が同じであってもよい。ポリマーで第一可撓性層および第二可撓性層を形成することが望ましい。適した材料には、ポリイミド、テフロン（登録商標）、およびパリレンがある。
金属−酸化物層上に第一可撓性層を形成した後、変換器構造体をキャリアウェハー（carrier wafer）に結合してもよい。基板を実質的に除去した後または第二可撓性層を形成した後、キャリアウェハーを除去する。
【００１３】
基板を実質的に除去するために、コースエッチング（course etching）および微細エッチングを使用してもよい。コースエッチングでは、基板にラッピングプロセスが施され、典型的には５０μｍの範囲でかなり薄くされた層が残置され、それにより電子デバイスが損傷を受けない。その後、残存している薄い層のシリコン基板は、さらに、ウェットエッチング、ＲＩＥ／プラズマエッチング、または気相エッチングなどにより除去される。これらの工程後、変換器は、分離できる状態にある。第一可撓性層および該当する場合は第二可撓性層に製造される複数の変換器構造体は、チップに分離される。また、所定の分離レーンにある金属−酸化物層が、変換器構造体の製造時に、完全に除去されてもよい。第一可撓性層の形成時、可撓性材料は、除去された金属−酸化物層の空間に充填される。それにより、ウェハーの切断時、チップ分離後に金属−酸化物層が露出することはない。
【００１４】
本発明に係る製造方法に従って製造された可撓性変換器ユニットは、第一可撓性層と、前記第一可撓性層の第一表面と接続する金属−酸化物層と、第一コンタクトパッドと接続するワイヤであって前記金属−酸化物層に埋設される両方のワイヤと、前記金属−酸化物層に懸吊されるメッシュと、少なくとも前記メッシュを覆う密封層とを備える。可撓性変換器ユニットは、基板が完全に除去されていない場合、前記金属−酸化物層の第二側と接続する残存基板を備えてもよい。変換器ユニットは、さらに、残存基板または金属−酸化物層の第二側と接続する第二可撓性層を備えてもよい。
【００１５】
変換器構造体には、前記金属−酸化物層に懸吊される金属−酸化物スタックが、さらに設けられてもよい。前記金属−酸化物スタックの金属層は、金属−酸化物層の金属バイアにより相互接続され、金属層の縁部は、露出される。金属−酸化物スタックは、１から前記金属−酸化物層の金属層の合計数までの中から選択された数の金属層を備える。変換器構造体は、メッシュに平行で所定の距離に延在するポリシリコン層も備えてもよい。ポリシリコンは、コンタクトパッドとして機能することができる。
【００１６】
必要に応じて、第一コンタクトパッドが、第一可撓性層から露出される。また、第二コンタクトパッドが設けられてもよい。同様に、第二コンタクトパッドは第二可撓性層から露出されてもよい。密封層により、第一可撓性層が覆われてもよい。
可撓性変換器ユニットはウェハーに製造されるが、先に述べた特徴を有する変換器ユニットのアレイは一括で製造されてもよい。変換器ユニット間の金属−酸化物層が完全に除去され、後でその空間が第一可撓性層により充填される場合、ウェハーの変換器ユニットは、第一可撓性層により分離されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１（ａ）】本発明の第１実施形態による可撓性変換器ユニットの製造方法の一工程における変換器構造体を示す断面図である。
【図１（ｂ）】本発明の第１実施形態による可撓性変換器ユニットの製造方法の一工程における構造体を示す断面図である。
【図１（ｃ）】本発明の第１実施形態による可撓性変換器ユニットの製造方法の一工程における構造体を示す断面図である。
【図２（ａ）】本発明の第２実施形態による可撓性変換器ユニットの製造方法の一工程における変換器構造体を示す断面図である。
【図２（ｂ）】本発明の第２実施形態による可撓性変換器ユニットの製造方法の一工程における構造体を示す断面図である。
【図２（ｃ）】本発明の第２実施形態による可撓性変換器ユニットの製造方法の一工程における構造体を示す断面図である。
【図３（ａ）】本発明の第３実施形態による可撓性変換器ユニットの製造方法の一工程における変換器構造体を示す断面図である。
【図３（ｂ）】本発明の第３実施形態による可撓性変換器ユニットの製造方法の一工程における構造体を示す断面図である。
【図３（ｃ）】本発明の第３実施形態による可撓性変換器ユニットの製造方法の一工程における構造体を示す断面図である。
【図４（ａ）】本発明の第４実施形態による可撓性変換器ユニットの製造方法の一工程における変換器構造体を示す断面図である。
【図４（ｂ）】本発明の第４実施形態による可撓性変換器ユニットの製造方法の一工程における構造体を示す断面図である。
【図４（ｃ）】本発明の第４実施形態による可撓性変換器ユニットの製造方法の一工程における構造体を示す断面図である。
【図５】本発明の第５実施形態による可撓性変換器ユニットの製造方法のプロセス後に完成した変換器構造体を示す断面図である。
【図６】本発明の第６実施形態による可撓性変換器ユニットの製造方法のプロセス後の複数の変換器構造体を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、電子回路および微小変換器の一体化およびパッケージングを開示するものであり、最終的な集積デバイスを可撓性および／または生体適合性のあるものにする。本発明は、集積回路の製造プロセス、変換器の製造プロセス、およびウェハーレベルパッケージングプロセスの混合プロセスが標準的なＩＣ製造プロセスで同時に完了できることを示す。回路集積化プロセスで、微小変換器を形成し、パッケージングすることができる。したがって、電子回路の製造、微小変換器の製造、および変換器ユニットのパッケージングを、別々の製造装置で、必要に応じて従来技術で、個別にまたは順次に行う必要はない。診断および人体の監視のための音響イメージングデバイスのような実施デバイス（implement device）、部分的に真空密封されているオシレーター、微小加速度計、ジャイロスコープ、圧力センサー、流量および音響センサー（acoustic sensors）などを生産するために、本発明方法を使用できる。曲面または柔らかい面を有するデバイスまたはインプラント／装着型の用途のためのデバイスを生産するためにも使用できる。
【００１９】
本発明の実施形態による可撓性変換器ユニットの製造方法は、一般に、変換器微細構造の後処理に関するものであり、プロセスは次のように理解される。ＳＯＩウェハー上の集積回路の微細加工プロセス後、最上部シリコン層の厚さがマイクロメートルの何分の１から数マイクロメートルの範囲になり、所望の電子回路構成要素および金属−酸化物層に含まれる変換器構造体を備え、変換器に本発明の実施形態の後処理工程が施され、それらの製造が完了する。本発明の実施形態では、複数の変換器構造体を含むウェハーから可撓性変換器ユニットが製造され、該変換器構造体が、基板と、金属−酸化物層と、金属−酸化物層における少なくとも１個のメッシュ構造体と、金属−酸化物層に少なくとも１個のコンタクトパッドを有するワイヤとを備える。この可撓性変換器ユニットの製造方法は、次の工程を含む。最初に、変換器構造体および空洞のシーリングメッシュ（ceiling mesh）がＨＦベースの化学エッチングなどにより解放される。次に、変換器構造体および空洞のシーリングメッシュは、空洞のシーリング（ceiling）を形成するために、気相付着した１種類または複数の材料により再密封される。デバイス全体を可撓性のあるものにするために、ポリマー層（例えば、ポリイミド、パリレン、またはテフロン（登録商標）など）は、変換器領域が露出されたまま、ウェハーの表側（front side）に付着される。ウェハーはキャリアウェハーに結合される。また、変換器構造体およびメッシュを解放する前に、表側のポリマーを付着することが可能である。その後、裏側（back side）のシリコン基板は、電子デバイスが損傷を受けないようにしながら、典型的には５０μｍの範囲で比較的薄い厚さにラッピングプロセスにより除去される。残存している薄いシリコン層は、さらに、ウェットエッチング、ＲＩＥ／プラズマエッチング、または気相エッチングなどにより除去される。薄いシリコン層に埋設されている酸化物層は、エッチストップとして使用される。次に、裏側は別のポリマー層により覆われ、そのポリマー層は表側と同じ材料でも異なる材料でもよい。２層のポリマー層は、対称な幾何形状であり、かつ適合性のある材料であることが望ましい。というのは、その２層のポリマー層は、電子デバイスおよび変換器の能動部分が受ける応力を最小にするからである。最後に、こうした可撓性ウェハーは、個々のチップに切断される前または後に剥離される。
以下に、本発明のいくつかの具体的な実施形態の詳細な説明を示す。好ましい実施形態の説明及び図面は、本発明の範囲を限定する意図はない。
【００２０】
（第１実施形態）
図１（ａ）から図１（ｃ）は、本発明の第１実施形態による可撓性変換器ユニットの製造方法におけるいくつかの工程を示す図である。
これらの図に示すように、第１実施形態では、変換器を有した構造体を含むウェハーが最初に製造される。図１（ａ）は、変換器構造体の断面図を示す。図示したように、変換器構造体は、シリコン基板１と、金属−酸化物層１０と、金属−酸化物層１０に埋設されたワイヤとしての金属線２およびこの金属線２に接続されるコンタクトパッド３と、金属−酸化物層１０から露出される金属メッシュ４および金属−酸化物スタック５の両方と、金属−酸化物層１０の上面すなわち「表側」を覆う保護層６とを備える。
【００２１】
図１（ａ）に示した構造体は、従来のＩＣプロセス、具体的にはＣＭＯＳプロセスに続いて、金属メッシュ４が設けられている領域を除いてウェハー表面を保護層６で覆うためのフォトリソグラフィー工程と、金属メッシュ４を露出するための異方性シリコン酸化物エッチング工程と、金属−酸化物スタック５を解放するための異方性シリコンエッチングと等方性シリコンエッチングを組み合わせた工程とにより、ＳＯＩウェハー上に形成される（fabrication）。次に、別のウェット金属エッチングプロセスが、少なくとも１層の金属中間層（図示せず）を除去するために適用される。金属−酸化物スタック５は、除去される金属層（metal layers to be removed）が金属バイアにより相互接続され、これらの金属層の縁部が先の異方性シリコン酸化物エッチング工程後に露出されるように設計される。そのため、金属−酸化物スタック５は、最上部のグループが金属メッシュ４として機能しながら、複数のグループに分離される。図１（ａ）では、金属−酸化物スタックのグループが２つ示されている。第１のグループは、５と符号付けされた金属−酸化物スタックであり、第２のグループは、４と符号付けされた金属メッシュである。
【００２２】
金属−酸化物スタック５（および金属メッシュ４）の設計により、ウェハー構造体に懸吊され露出または密封された弾性層の生成の可能性が与えられ、弾性層に含まれる金属層の数、弾性層の厚さおよび強度、弾性層間の空間の高さ、ならび弾性層と密封層または基板との間の空間の高さが様々に選択される。これらの要因は、各金属層または酸化物層の幅およびエッチング速度により制御することができる。
【００２３】
ウェハーは、金属メッシュ４を再密封するために処理される。再密封プロセスは、気相中で行われ、金属メッシュ４上ならびに保護層６およびコンタクトパッド３上に、テフロン（登録商標）、パリレンなどの例えばポリマー膜であるＰＥＣＶＤ膜または密封層７を生成する。デバイスに電気的にアクセスする必要がある場合、任意のフォトリソグラフィー工程およびＲＩＥ工程が、コンタクトパッドの開口のためにその後で使用される。本工程は、受動ＲＦＩＤデバイスなどに対して、必須ではない。そのようにして製造された構造体の断面図を図１（ｂ）に示す。
【００２４】
デバイス全体を可撓性のあるものにするために、例えば、ポリイミド、パリレン、またはテフロン（登録商標）などのポリマー層８は、ウェハーの表側で、密封層７の上部に付着される。その後、構造体は、変換器領域および／またはコンタクトパッド領域を露出させるために、従来技術を使用して処理される。これは、例えば、任意のフォトリソグラフィー工程およびＲＩＥ工程により行われ、コンタクトパッドおよび変換器が配置されている領域の密封層７および表側のポリマー層８をエッチオフする。次に、構造体はキャリアウェハー（図示せず）に結合される。これにより得られた構造体を図１（ｃ）に示す。
【００２５】
次の工程では、裏側のシリコン基板１は、ラッピングプロセスにより除去され、典型的には５０μｍの範囲でかなり薄くされた層が残置され、それにより電子デバイスが損傷を受けない。その後、残存している薄い層のシリコン基板１は、さらに、ウェットエッチング、ＲＩＥ／プラズマエッチング、または気相エッチングなどにより除去される。金属−酸化物層１０に埋設されている酸化物層は、エッチストップとして使用される。次に、裏側は、裏側のポリマー層９により再度覆われる。裏側のポリマー層９は、表側と同じ材料でも異なる材料でもよい。このようにして製造された構造体の断面図を図１（ｃ）に示す。最後に、こうした可撓性ウェハーは、個々のチップに切断される前または後にキャリアウェハーから剥離される。
【００２６】
（第２実施形態）
図２（ａ）から図２（ｃ）は、本発明の第２実施形態による可撓性変換器ユニットの製造方法におけるいくつかの工程を示す図である。これらの図において、図１（ａ）から図１（ｃ）と同じ構成要素には、同じ符号が付けられている。それらの構成要素において、図２（ａ）は、変換器構造体の断面図を示し、該変換器構造体は、シリコン基板１と、金属−酸化物層１０と、金属−酸化物層１０に埋設される金属線２およびこの金属線２に接続されるコンタクトパッド３と、金属−酸化物層１０から露出される金属メッシュ４と、ウェハーの表側を覆う保護層６とを備える。
【００２７】
構造体は、従来のＩＣプロセスにより製造され、ＳＯＩウェハー上に金属線２および金属メッシュ４が生成される。フォトリソグラフィー工程により、変換器が設けられている領域を除いて、ウェハー表面が覆われる。等方性シリコン酸化物エッチングは、金属メッシュ４を解放し、下側のポリシリコン層１０ａまたはシリコン基板１の表面で停止する。他の構造体層の中には、解放されるものがあってもよい。ポリシリコン層１０ａが設けられている場合、得られた変換器構造体により、変換器のコンタクトパッドの１つとしてポリシリコン層の使用の可能性が与えられる。
【００２８】
ウェハーは、さらに、金属メッシュ４を密封するために処理される。再密封プロセスは、気相中で行われ、密封層７としてＰＥＣＶＤ膜またはポリマー膜を生成する。ここで使用されるポリマーは、テフロン（登録商標）、パリレンなどであってもよい。変換器の用途でデバイスに電気的にアクセスする必要がある場合、任意のフォトリソグラフィー工程およびＲＩＥ工程が、コンタクトパッドの開口のためにその後で使用される。本工程は、構造体が受動ＲＦＩＤデバイスとして使用される場合、必要ではない。得られた構造体の断面図を図２（ｂ）に示す。
【００２９】
デバイス全体を可撓性のあるものにするために、ポリイミド、パリレン、またはテフロン（登録商標）などのポリマー層８は、ウェハーの表側に付着される。その後、構造体は、変換器領域および／またはコンタクトパッド領域を露出させるために、従来技術を使用して処理される。これは、例えば、任意のフォトリソグラフィー工程およびＲＩＥ工程により行われ、コンタクトパッドおよび変換器が配置されている領域の密封層７および表側のポリマー層８をエッチオフする。次に、構造体はキャリアウェハー（図示せず）に結合される。得られた構造体を図２（ｃ）に示す。
次の工程では、裏側のシリコン基板は、ラッピングプロセスにより除去され、典型的には５０μｍの範囲でかなり薄くされた層が残され、それにより電子デバイスが損傷を受けない。その後、残存している薄い層のシリコン基板１は、さらに、ウェットエッチング、ＲＩＥ／プラズマエッチング、または気相エッチングなどにより除去される。金属−酸化物層１０に埋設されている酸化物層は、エッチストップとして使用される。次に、裏側は、裏側のポリマー層９により再度覆われる。裏側のポリマー層９は、表側と同じ材料でも異なる材料でもよい。そのようにして製造された構造体の断面図を図２（ｃ）に示す。最後に、こうした可撓性ウェハーは、個々のチップに切断される前または後にキャリアウェハーから剥離される。
【００３０】
（第３実施形態）
図３（ａ）から図３（ｃ）は、本発明の第３実施形態による可撓性変換器ユニットの製造方法におけるいくつかの工程を示す図である。これらの図において、図２（ａ）から図２（ｃ）と同じ構成要素には、同じ符号が付けられている。それらの構成要素において、図３（ａ）は、変換器構造体の断面図を示し、該変換器構造体は、シリコン基板１と、金属−酸化物層１０と、コンタクトパッド３に接続される金属線２であって金属−酸化物層１０に埋設される両方の金属線２と、金属−酸化物層１０から露出される金属メッシュ４と、ウェハーの表側を覆う保護層６とを備える。
【００３１】
構造体は、従来のＩＣプロセスにより製造され、ＳＯＩウェハー上に金属線２および金属メッシュ４が形成される。フォトリソグラフィー工程により、変換器が設けられている領域を除いて、ウェハー表面が覆われる。等方性シリコン酸化物エッチングは、金属メッシュ４を解放し、下側のシリコン基板１の表面またはシリコン基板１の表面で停止する。他の構造体層の中には、解放されるものがあってもよい。変換器構造体に、さらに、異方性シリコンエッチングと等方性シリコンエッチングを組み合わせた工程が施され、シリコン基板１にアンダーカット１ａを形成する。アンダーカット１ａにより、金属メッシュ４の裏側にある空洞の高さは、金属−酸化物層１０の高さに制限されるものではない。
【００３２】
ウェハーは、さらに、金属メッシュ４を密封するために処理される。再密封プロセスは、気相中で行われ、密封層７としてＰＥＣＶＤ膜またはポリマー膜を生成して、金属メッシュ４を密封する。ここで使用されるポリマーは、テフロン（登録商標）、パリレンなどであってもよい。変換器の用途でデバイスに電気的にアクセスする必要がある場合、任意のフォトリソグラフィー工程およびＲＩＥ工程が、コンタクトパッドの開口のためにその後で使用される。本工程は、構造体が受動ＲＦＩＤデバイスとして使用される場合、必要ではない。得られた構造体の断面図を図３（ｂ）に示す。
【００３３】
デバイス全体を可撓性のあるものにするために、ポリイミド、パリレン、またはテフロン（登録商標）などのポリマー層８は、ウェハーの表側に付着される。その後、構造体は、変換器領域および／またはコンタクトパッド領域を露出させるために、従来技術を使用して処理される。これは、例えば、任意のフォトリソグラフィー工程およびＲＩＥ工程により行われ、コンタクトパッドおよび変換器が配置されている領域の密封層７および表側のポリマー層８をエッチオフする。次に、構造体はキャリアウェハー（図示せず）に結合される。得られた構造体を図３（ｃ）に示す。
【００３４】
次の工程では、裏側のシリコン基板１は、ラッピングプロセスにより除去され、典型的には５０μｍの範囲でかなり薄くされた層が残置され、それにより電子デバイスが損傷を受けない。その後、残存している薄い層のシリコン基板１は、さらに、ウェットエッチング、ＲＩＥ／プラズマエッチング、または気相エッチングなどの工程により除去される。金属−酸化物層１０に埋設されている酸化物層は、エッチストップとして使用される。次に、ウェハーの裏側は、裏側のポリマー層９により再度覆われる。裏側のポリマー層９は、表側と同じ材料でも異なる材料でもよい。そのようにして製造された構造体の断面図を図３（ｃ）に示す。最後に、こうした可撓性ウェハーは、個々のチップに切断される前または後にキャリアウェハーから剥離される。
【００３５】
（第４実施形態）
図４（ａ）から図４（ｃ）は、本発明の第４実施形態による可撓性変換器ユニットの製造方法におけるいくつかの工程を示す図である。これらの図において、図２（ａ）から図２（ｃ）と同じ構成要素には、同じ符号が付けられている。それらの構成要素において、図４（ａ）は、変換器構造体の断面図を示し、該変換器構造体は、シリコン基板１と、金属−酸化物層１０と、コンタクトパッド３に接続される金属線２であって金属−酸化物層１０に埋設される両方の金属線２と、金属−酸化物層１０から露出される金属メッシュ４と、ウェハーの表側を覆う保護層６とを備える。変換器構造体は、第２実施形態に示した方法と同じ方法または同様の方法に従って製造される。
【００３６】
第４実施形態では、工程は、金属メッシュ４が解放および再密封される前に表側のポリマー層８が変換器構造体に塗布されること以外は、第２実施形態の工程と同様である。
図４（ａ）では、金属メッシュ４が解放される前に、表側のポリマー層８がウェハーの表側に塗布されることが示されている。コンタクトパッド３および変換器（メッシュ）領域は、必要な従来のプロセスの後、露出される。図４（ｂ）では、金属メッシュ４は、第２実施形態と同じ技術を使用して解放される。次に、密封層７は、金属メッシュ４および表側のポリマー層８を覆うために塗布される。図４（ｃ）では、裏側のシリコン基板１は、第２実施形態に記述されている同じ技術によって、不必要な厚さを除去するためにエッチングされる。最後に、裏側のポリマー層９は、ウェハーの裏側に塗布される。
【００３７】
（第５実施形態）
図５は、本発明の第５実施形態のプロセス後に完成した変換器構造体の断面図である。この図において、図２（ａ）から図２（ｃ）と同じ構成要素には、同じ符号が付けられている。この図に示したように、第５実施形態に従って製造された変換器構造体には、ウェハーの裏側に露出される第二コンタクトパッド３ａがある。したがって、第５実施形態では、プロセスは、第二コンタクトパッド３ａが変換器構造体の製造時に製造され、第二コンタクトパッド３ａが金属−酸化物層１０から露出されること以外は、第２実施形態と同じである。
【００３８】
これは、金属メッシュ４を解放および再密封した後、裏側のシリコン基板１を除去する工程と、埋設されているシリコン−酸化物層（silicon-oxide layer）を除去する工程と、次に来る薄いシリコン層およびシリコン−酸化物層を除去する工程とにより行われてもよく、それにより第二コンタクトパッド３ａが予め定義されている（predefined）金属層の１層がウェハーの裏側から露出される。次に、裏側のポリマー層９が付着され、チップ分離前に第二コンタクトパッド３ａを露出するためのコンタクトパッド開口工程が続く。
【００３９】
（第６実施形態）
図６は、本発明の第６実施形態のプロセス後の複数の変換器構造体の断面図である。この図において、図２（ａ）〜図２（ｃ）と同じ構成要素には、同じ符号が付けられている。
第６実施形態は、プロセスにおけるポリマーのサンドイッチ構造に埋設された変換器ユニットの事前分離に関する。これは、変換器構造体の製造時に表側の分離レーン１ｄで酸化物層をシリコン基板１に至るまで完全に除去することにより行われる。分離レーンの酸化物層は、例えば、第１実施形態の方法を使用する場合、変換器構造体の製造時にシリコン−酸化物層および薄いシリコン層の異方性エッチングプロセスを使用して全面的に除去される。第３実施形態の方法を使用する場合、分離レーンの除去は、等方性酸化物除去と異方性シリコン除去の組み合わせにより実現される。金属メッシュの解放および再密封のプロセスならびに表側のポリマー層付着プロセスは、第１実施形態から第３実施形態と同じである。その後、第１実施形態から第３実施形態と同じ方法で、裏側のシリコン基板１は除去され、埋設されているシリコン−酸化物層も除去される。裏側のポリマー付着工程およびコンタクトパッド開口工程が続き、それによって複数の事前分離された変換器ユニットを含むウェハーが製造される。
【００４０】
次に、ウェハーは、分離レーン１ｄでの切断による分離が施される。表側のポリマー層８のみが分離レーン１ｄに残存しているので、チップ分離工程では、シリコンおよび酸化物の亀裂（crack propagation）が非常に最小限に抑えられるかまたは無くなる。
本発明は、その好ましい実施形態を参照して示して説明されているので、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、上記およびその他の変更がその中でなされ得ることを、当業者は認識されよう。
【００４１】
例えば、変換器構造体の後処理において、ある特別な状況では裏側のポリマー層のパッシベーションは行われなくてもよく、その状況としては、十分に管理され、汚染度が低い動作環境で、完成した変換器を使用する場合や、可撓性変換器チップをその所望の用途に取り付けた後、以降に続く他のパッシベーション工程が実施される場合などがある。
さらに、変換器は、空洞内に密封され、そしてウェハーレベルパッケージングプロセスで電子回路と一体化される場合も一体化されない場合も、シリコン基板１が可撓性である限りは、シリコン基板１の薄化は行われなくてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１：シリコン基板、１ａ：アンダーカット、１ｄ：分離レーン、２：金属線、３：コンタクトパッド、３ａ：第二コンタクトパッド、４：金属メッシュ、５：金属−酸化物スタック、６：保護層、７：密封層、８：表側のポリマー層、９：裏側のポリマー層、１０：金属−酸化物層、１０ａ：ポリシリコン層
【図１（ａ）】
2010131744.tif 000003
【図１（ｂ）】
2010131744.tif 000004
【図１（ｃ）】
2010131744.tif 000005
【図２（ａ）】
2010131744.tif 000006
【図２（ｂ）】
2010131744.tif 000007
【図２（ｃ）】
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【図３（ａ）】
2010131744.tif 000009
【図３（ｂ）】
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【図３（ｃ）】
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【図４（ａ）】
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【図４（ｂ）】
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【図４（ｃ）】
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【図５】
2010131744.tif 000015
【図６】
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【外国語明細書】
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