(57)【要約】本発明は、一方の表面上に少なくとも一つの電子構成要素及び／または回路を支持する半導体材料の自立薄肉フィルムを、当該材料のウェハ（１）から得る方法に関する。当該ウェハは、前面側（２）と後面側（４’）とを含んでおり、前面側（２）は、少なくとも一つの電子構成要素及び／または回路（３）を支持しているか、支持するように設計されている。前記方法は、ａ）前記ウェハ（１）内に後面側（４，４’）から原子種を移植して、前記前面側（２）から当該弱められ領域（５）まで延びる前方部（６）とウェハ（１）の残部により形成される後方部（７）とを区画する弱められ領域（５）を得る工程と、ｂ）前記後方部を前記前面部（６）から除去する工程と、ｃ）必要であれば、前記前方部（６）の後方側において、当該前方部が前記自立薄肉フィルムを形成するための所望の厚さとなるまで、工程ａ）及びｂ）を繰り返す工程と、を備えたことを特徴とする。
2005500692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その面の一つにおいて少なくとも一つの電子構成要素及び／または回路（３）を支持しているか、支持するようになっている、半導体材料の自立薄肉層を、当該半導体材料のウェハ（１）から製造する方法であって、前記ウェハは「前面」と称される第１面（２）と「後面」と称される対向面（４）とを有しており、前記第１面は少なくとも一つの電子構成要素及び／または回路（３）を支持しているか、支持するようになっており、
前記方法は、
ａ）前記ウェハ（１）の内部にその後面（４，４’）から原子種を移植して、前記前面（２）から当該弱体領域（５）まで延びる前方部（６）とウェハ（１）の残部により形成される後方部（７）とを区画する弱体領域（５）を得る工程と、
ｂ）前記後方部（７）を前記前方部（６）から取り外して、ウェハ（１）を薄める工程と、
ｃ）必要なら、前記前方部（６）の後面（４”）において、当該前方部が前記自立薄肉層（６）を構成するための所望の厚さとなるまで、工程ａ）及びｂ）を繰り返す工程と、
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項２】
任意の移植工程ａ）の前に、機械的及び／または化学的な薄肉化方法が前記後面（４）に実施されることにより前記ウェハを（１）を薄くする工程
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の薄肉層を製造する方法。
【請求項３】
任意の移植工程の前に、前記ウェハ（１）の前面（２）上に、少なくとも一つの電子構成要素及び／または回路（３）を生成する工程
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の薄肉層を製造する方法。
【請求項４】
前記後方部（７）を取り外す工程は、熱処理を適用する及び／または外部機械応力を適用することによって実施される
ことを特徴とする請求項１に記載の薄肉層を製造する方法。
【請求項５】
前記後方部（７）を取り外す工程は、噴射流体を吹きかけることによって実施される
ことを特徴とする請求項１に記載の薄肉層を製造する方法。
【請求項６】
前記後方部（７）を取り外す工程は、スクラビング（１１）によって実施される
ことを特徴とする請求項１に記載の薄肉層を製造する方法。
【請求項７】
前記後方部（７）を取り外す工程は、前記ウェハ（１）の後面（４，４’，４”）にスティフナ（１２）を適用して、その後に当該スティフナ（１２）に対して熱処理及び／または外部機械応力を適用することによって実施される
ことを特徴とする請求項１に記載の薄肉層を製造する方法。
【請求項８】
前記スティフナ（１２）は、堆積によって適用される
ことを特徴とする請求項７に記載の薄肉層を製造する方法。
【請求項９】
前記スティフナ（１２）は、酸化シリコンの層である
ことを特徴とする請求項８に記載の薄肉層を製造する方法。
【請求項１０】
前記スティフナ（１２）は、剛性板である
ことを特徴とする請求項７に記載の薄肉層を製造する方法。
【請求項１１】
前記剛性板（１２）は、単結晶または多結晶のシリコン、または、ガラスから形成されている
ことを特徴とする請求項１０に記載の薄肉層を製造する方法。
【請求項１２】
前記スティフナ（１２）は、柔軟フィルムである
ことを特徴とする請求項７に記載の薄肉層を製造する方法。
【請求項１３】
前記スティフナ（１２）は、接着性フィルムである
ことを特徴とする請求項７に記載の薄肉層を製造する方法。
【請求項１４】
前記スティフナ（１２）は、ワックスの層である
ことを特徴とする請求項７に記載の薄肉層を製造する方法。
【請求項１５】
前記後方部（７）を取り外す工程の前に、スティフナ（９）が前記ウェハ（１）の前面（２）に適用されて、当該スティフナ（９）は、自立薄肉層（６）を得た後に除去される
ことを特徴とする請求項１に記載の薄肉層を製造する方法。
【請求項１６】
前記ウェハ（１）は、シリコンから形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の薄肉層を製造する方法。
【請求項１７】
前記ウェハ（１）は、シリコン・オン・インシュレータのウェハである
ことを特徴とする請求項１に記載の薄肉層を製造する方法。
【請求項１８】
前記ウェハ（１）は、ゲルマニウム、シリコン−ゲルマニウム合金（Ｓｉ−Ｇｅ）、炭化シリコン、ヒ素化ガリウム、リン化インジウム、窒化ガリウムまたは窒化アルミニウムから選択される材料から製造されている
ことを特徴とする請求項１に記載の薄肉層を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも一つの電子構成要素及び／または回路を支持する、または支持するための、半導体材料の自立薄肉層を得る方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子工学、光学、光電子工学またはセンサ工学のある分野において、製造業者は、技術発展により、電子構成要素及び回路を備えるより薄い層の製造に駆り立てられている。
【０００３】
スマートカードという特別な分野では、スマートカードは、より薄く従って柔軟になる必要がある。なぜなら、それらは、その時、より変形に耐えられるようになるからである。言い換えれば、一定の変形において、薄肉層が柔軟であればあるほど、大寸法の回路を生成する可能性がますます大きくなる。
【０００４】
ある無線周波数型の応用では、シリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）型の基板により構成されるウェハの前面上に搭載される集積回路が、非接触検波をもたらすアンテナに結合される。１つの例は、トランシーバーステーションから離れた人の通過を確認することができるバスまたは地下鉄の切符である。
【０００５】
ＳＯＩ型の基板を使う利点は、その表面上に堆積された構成要素による消費電力が、シリコン層上に形成された構成要素による消費電力よりはるかに少ないということである。このため、同じ電力に対して、使用可能な範囲が増大する。
【０００６】
シリコン・オン・インシュレータ基板上に生成された構成要素により与えられる利点と、可能な限り薄い活性層の使用と、を結びつけることによって、強化された感度を有し外部応力に対する機械的抵抗が非常によく改善された製品−例えば切符−を得ることが可能である。
【０００７】
現在、埋め込む（すなわち、支持部として機能するプラスチックカード上にチップを取り付ける）前の薄肉フィルムの厚さは、１００ミクロンのオーダーである。
【０００８】
この範囲の厚さを得るために用いられる技術は、基板の後面、すなわち電子構成要素を支持する面の対向面、に薄肉化工程を実施することにある。この薄肉化は、研磨機を使う機械磨耗（研磨すること）、及び／または、酸を使うケミカルアタック（ある技術はスピンエッチングとして既知である）によって実施される。薄肉層は、このようにして、８０ミクロン（μｍ）と１２０μｍとの間の範囲の厚さで得られる。この技術は、大量生産を可能にする。
【０００９】
最終的な厚さが１００μｍより小さい薄肉層を得るために、様々な試みがなされてきた。しかし、製造業者は、特にウェハのノッチあるいは劈開によりもたらされる多量の欠陥部分のために、歩留まりの問題に直面している。スマートカードの分野は、コストが出来る限り低くなければならない電子機器分野の１つであり、そのために、数パーセントあるいは１パーセントの数割すらの歩留まり損失も許容され得ない。
【００１０】
しかし、スマートカードについての予測される将来発展のために、３０μｍに近い厚さを有し、電子構成要素及び／または回路を支持する、自立薄肉層または薄肉ウェハを生成することが望ましい。
【００１１】
先行技術は、数十ミクロンに近い厚さの自立層を生成する既知の方法を開示している。
【００１２】
欧州特許ＥＰ−Ａ−０  ８４９  ７８８は、半導体製品を製造する方法を説明しており、そこでは、単結晶シリコン基板の表面が多孔性にされ、所望の厚さの活性層を有する非多孔性シリコン層がその多孔性の層上にエピタキシャル成長される。多孔性の弱体化された層がこのようにして得られ、二つの非多孔性シリコン層の間に埋められる。活性表面シリコン層は、それから、例えばドープされた層のような追加層をその上に堆積するように処理され得て、その後、接着性フィルムが当該層の積み重ねに適用される。最後に、接着性フィルムをはがし、多孔性層において層の積み重ねを破壊し、続いて多孔性層の残部を除去して、自立支持可能なシリコンの活性層の上に電子構成要素を生成することが可能となる。
【００１３】
残念ながら、この方法は、多孔性層の上に形成される結晶シリコン層の品質と、多孔性シリコン層を生成することと、に関する問題に直面する。この生成は独特の装置を必要とし、そして、金属汚染（メタルコンタミ）の可能性を誘発する。
【００１４】
さらに、この方法は、電子構成要素を生成する前に特殊な基板の製造を必要としており、このことは、構成要素の生成方法が著しく変更されなければならないということを意味する。そのため、この方法はコスト面で一般的には好ましくない。
【００１５】
薄肉層を得る技術もまた既知で、それは当業者に公知の「スマートカット」とう商標名で知られている方法にもとづいている。
【００１６】
薄肉層を得るためのこれらの全ての技術は、基板またはウェハの前面に、すなわち、電子構成要素を搭載しているかまたは搭載する予定の面に、原子種を移植（注入）することを含んでいる。
【００１７】
フランス文献  ＦＲ−Ａ−２  ７４７  ５０６は、電子構成要素を製造した後で、基板の前面上にガス状のマイクロバブルを発生させるイオン移植方法を開示している。
【００１８】
しかし、電子構成要素を構成している電気的に活性な層を通してイオンを移植することは、このような構成要素を使用不可能にする欠陥を生じさせ得る。
【００１９】
ＦＲ−Ａ−２  ７５８  ９０７は、敏感な活性領域をマスクし不連続の弱体領域を生成することによって、その問題を克服することを請求している。しかし、その方法は、依然として実施するのは困難である。
【００２０】
最後に、ＦＲ−Ａ−２  ７４８  ８５１は、電子構成要素の機能障害についての前述の問題に対するもう一つの解決法を提案している。その中で開示されている方法は、基板の前面に電子構成要素を製造する前に、同前面上にイオン移植を実施し、その直後に薄肉層の除去を実施することにある。
【００２１】
しかし、この方法は、電子構成要素を生成する前に特殊な基板の生成を必要とする。このことは、構成要素の製造方法が著しく変更されなければならないということを意味し得る。これは、一般的にコストの理由で好ましくない。
【発明の開示】
【００２２】
本発明の目的は、前述の問題を克服して、電子構成要素及び／または回路を搭載する自立層、すなわち、厚さが３０μｍより小さい層、を得ることである。
【００２３】
この目的のために、本発明は、半導体材料のウェハから、その１つの面上に少なくとも１つの電子構成要素及び／または回路を支持しているかまたは支持するようになっている半導体材料の自立薄肉層を生成する方法に関していて、前記ウェハは少なくとも１つの電子構成要素及び／または回路を支持しているかまたは支持するようになっている「前面」と称される第１面と「後面」と称される対向面とを有している。
【００２４】
本発明によると、この方法は、
ａ）前記ウェハの内部にその後面から原子種を移植して、ウェハの残部によって形成される弱体領域及び後方部を得る工程と、
ｂ）前記前方部から前記後方部を除去して、ウェハを薄くする工程と
ｃ）必要であれば、前記前方部が前記自立薄肉層を構成するために所望の厚さを有するまで前記前方部の後面に工程ａ）及びｂ）を繰り返す工程と、
を含む。
【００２５】
本発明の特徴は、先行技術においてよくあったように電子構成要素の製造方法を変更する必要がなく、または、特殊なウェハを生成することなく、先行技術では得ることが困難な高歩留まりで薄肉層を得ることを可能にする。
【００２６】
単独でまたは組み合わせて利用される、本発明の他の有利であるが非限定的な特徴は、次の通りである。
【００２７】
・本方法は、任意の移植工程ａ）の前に、機械的及び／または化学的な薄肉化方法が後面に実施されることにより、前記ウェハを薄くすることである。
【００２８】
・本方法は、任意の移植工程の前に、前記ウェハの前面に少なくとも１つの電子構成要素及び／または回路を生成することである。
【００２９】
・後方部を除去する工程は、熱処理を適用する、及び／または、外部機械応力を適用することによって実施される。
【００３０】
・後方部を除去する工程は、噴射流体を吹きかけることによって実施される。
【００３１】
・後方部を除去する工程は、スクラビングによって実施される。
【００３２】
・後方部を除去する工程は、前記ウェハの後面にスティフナを適用し、その後、前記スティフナに対して熱処理及び／または外部機械応力を適用することによって実施される。
【００３３】
・前記スティフナは、堆積によって適用される。
【００３４】
・前記スティフナは、酸化シリコンの層である。
【００３５】
・前記スティフナは、剛性板である。
【００３６】
・前記剛性板は、単結晶または多結晶のシリコン、または、ガラスから形成されている。
【００３７】
・前記スティフナは、柔軟フィルムである。
【００３８】
・前記スティフナは、接着性フィルムである。
【００３９】
・前記スティフナは、ワックスの層である。
【００４０】
・後方部を除去する工程の前に、スティフナが前記ウェハの前面に適用されると共に、前記スティフナは、自立薄肉層を得た後に除去される。
【００４１】
・前記ウェハは、シリコンから形成される。
【００４２】
・前記ウェハは、シリコン・オン・インシュレータのウェハである。
【００４３】
・前記ウェハは、ゲルマニウム、シリコン−ゲルマニウム合金（Ｓｉ−Ｇｅ）、炭化シリコン、ヒ素化ガリウム、リン化インジウム（ＩｎＰ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、または、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）から選択された材料から生成される。
【００４４】
本発明の他の特徴及び利点は、非限定的な説明例として与えられる、本発明の三つの好適な実施の形態についての下記の説明から明らかになる。この説明は、添付の図面を参考にしてなされる。
【００４５】
図１乃至図６は、本発明の方法の第１の実施の形態の異なる連続工程を示す概略図である。
【００４６】
図７乃至図１２は、本発明の方法の第２の実施の形態の異なる連続工程を示す概略図である。
【００４７】
図１３乃至図１７は、本発明の方法の第３の実施の形態の連続工程を示す概略図である。
【００４８】
図１８乃至図２１は、本方法の変形例の連続工程を示す概略図である。
【００４９】
なお、説明される本発明の方法の三つの実施の形態においては、最初の二つの工程（第１の実施の形態に対しては図１及び図２において、第２の実施の形態に対しては図７及び図８において、第３の実施の形態に対しては図１３及び図１４において、それぞれ示されている）は同一である。そのため、それらの工程は、第１の実施の形態についてのみ、詳細に説明される。
【００５０】
図１は、少なくとも１つの電子構成要素及び／または回路３を支持しているか、支持するようになっている「前面」と称される第１平面２と、「後面」と称される第２の対向平面４と、を有するウェハ１を示している。
【００５１】
「電子構成要素及び／または回路」という用語は、電子工学、光学、光電子工学またはセンサの分野において、より一般的には半導体と関連する応用分野において、構成要素、回路及び装置を生成するために用意された、完全にまたは部分的に生成される任意の構造または構造的要素を意味する。
【００５２】
「少なくとも１つの電子構成要素及び／または回路を支持しているか、支持するようになっている」という表現は、前記構成要素及び／または回路が、本発明の方法の工程を始める前に、前記ウェハ１の前面２上にすでに形成されているか、または、前記前面２の上に続いて生成されるか、のどちらかであるということを意味しているが、一方で、本発明の方法の他の全ての工程は、「後面」と称される対向面上に実施される。
【００５３】
簡単のために、説明の残りでは（図に示すように）、我々は、構成要素及び／または回路３が、本発明の方法の様々な薄肉化工程を実施する前に、ウェハ１の上に生成されているという場合を説明するようにした。
【００５４】
なお、構成要素３が薄肉化の後に生成される先行技術の方法では、それらが前面２の上に生成されている。
【００５５】
ウェハ１は、単結晶、多結晶またはアモルファスであり得る半導体材料から、特にはシリコンを基にした材料から、生成される。
【００５６】
前記シリコンは、固体であり得る、または、基板上のエピタキシャル成長によって得ることが出来る。
【００５７】
ウェハ１は、「シリコン・オン・インシュレータ」ウェハでもあり得る、すなわち、電子回路がエッチングされる活性シリコン層と機械的支持として機能する基板との間に絶縁体の薄肉層（例えば、酸化シリコン）が挿入されて構成され得る。そのようなウェハは、頭文字をとって「ＳＯＩ」として知られている。
【００５８】
変形例としては、ウェハ１は、ゲルマニウム、シリコン−ゲルマニウム合金（Ｓｉ−Ｇｅ）、炭化シリコン、ヒ素化ガリウム、リン化インジウム（ＩｎＰ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、または、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）から選択された材料からも生成され得る。
【００５９】
ウェハ１は、数百ミクロンの厚さである（例えば、直径２００ミリメートル（ｍｍ）のシリコンウェハは、約７２５μｍの厚さである）。このため、ウェハ１は、図１では一定の縮尺では示されていない。
【００６０】
ウェハ１の後面４は、矢印Ａによって象徴的に示されているように、前述の従来の方法、すなわち、機械的研磨及び／または酸性ケミカルアタックのいずれか１つを用いて、薄肉化される。プラズマエッチングによって薄くすることも可能である。後面４は、電子構成要素を搭載しない面である。
【００６１】
図２に示されている薄肉化されたウェハでは、８０μｍから１２０μｍの範囲の厚さ、あるいは、５０μｍという厚さが得られる。
【００６２】
薄肉化されたウェハの後面は、参照符号４’で示してある。
【００６３】
この工程は、当業者に公知で通常的に使用されている技術を用いて多量の材料を安価に除去することが出来るという点で有利である。しかし、前記説明の通り、結果的には歩留まりが大きく減少するので、この工程は所望の厚さの薄肉層が得られるまでしか続けることが出来ない。
【００６４】
前述の５０μｍという厚さを超えてこの方法を続けることは、ウェハの破裂またはノッチングの危険を大きく増加させる。
【００６５】
さらに、特にケミカルエッチングの後で得られる厚さは、もはや均質でない。
【００６６】
さらに、研磨による機械的薄肉化は、わずかに傷ついた数ミクロンの厚さの表面領域を残すが、これは最終の厚さに近づく時に許容できない。
【００６７】
最後に、ケミカルアタックの後で、ウェハは、一般的にその中央部よりもその周縁部においてより強くアタックされる。小さな厚さが得られる時、結果として直径が減少し、従って、構成要素によって占められ得る領域が減少する。
【００６８】
しかし、この第１の機械的及び／または化学的薄肉化工程は、経済的観点から有利であるものの、任意のものであり、後続の原子種を移植する工程は、非薄肉化ウェハ１の後面４に直接実施され得る。
【００６９】
図３に示されている本方法の第３の工程は、原子種の平均（mean）移植深度Ｐ付近の深度において、弱体領域５又は欠陥出現領域を得るために、ウェハ１の内部に原子種を移植すること（矢印Ｉ）である。
【００７０】
本発明の基本的特徴によると、前記移植は後面４’（または、ウェハが事前に薄肉化されていない時は４）から実施される。
【００７１】
「原子種移植」という用語は、分子またはイオンという原子種の任意のボンバードメントを意味しており、当該材料中の当該種の最大濃度で材料に種を導入することができ、その最大値はボンバードメントを受ける表面に対して決定されるある深度のところに位置する。分子またはイオンの原子種は、ある最大値付近で供給されるエネルギーにより材料に導入される。
【００７２】
材料中への原子種の移植は、例えば、イオンビーム移植（注入）装置またはプラズマ浸漬移植（注入）装置を用いて実施され得る。
【００７３】
好ましくは、前記移植は、イオンボンバードメントによって達成される。これは、イオン移植工程であり、その間にウェハ１の後面が原子種でボンバードされる。好ましくは、平均（mean）イオン浸透深度において基板の塊に弱体領域５を作るために、これらは、希ガスイオン（ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン）と水素ガスとから、単独でまたは組み合わせて、選ばれる。
【００７４】
しかし、移植される原子種は、好ましくは、水素のみから構成される。
【００７５】
形成される弱体領域５は、構成要素３を支持する前面２から当該弱体領域５まで延びるウェハ１の上方部に相当する前方部６と、ウェハ１の残部によって形成される後方部７と、を規定（区画）する。
【００７６】
移植される原子種のエネルギーが、後面４’の表面から計算される、平均（mean）種移植深度Ｐを決定する。その一方で、平均（mean）移植線量により、当該深度Ｐにおいて形成される構造的欠陥の量が決定され得る。当業者は、結果としてこれら二つのパラメータを調節する。「平均（mean）深度Ｐ」という表現は、それが単一の値をとらず、いくつかの同様の値をとり得る、ということを意味する。
【００７７】
図３で示されている実施の形態においては、高エネルギー移植が行われる、すなわち、約１メガ電子ボルト（ＭｅＶ）で実施される。
【００７８】
説明例として、このような移植エネルギーで、適切な線量（例えば、１０１７水素原子のオーダー）でシリコンウェハに単一原子水素を移植することにより、約１５μｍの移植深度を得ることが可能である。
【００７９】
このような移植エネルギーを達成するための装置が、現在存在する。例えば、日本では、日本原子力研究所（ＪＡＥＲＩ）が、水素イオン（Ｈイオン）に対して、−１の電荷状態を保つ特殊な特性で、水素移植装置を１ＭｅＶエネルギーの範囲で開発し使用している。ヘリウムに対しては、例えば、国際特許出願ＷＯ−Ａ−００／６１８４１が、３．８ＭｅＶの移植エネルギーを使用している。
【００８０】
図４及び図５に示される本方法の後続工程は、ウェハ１の後方部７を除去することである。
【００８１】
本例では、後方部７は、モノブロック層の形状になれるほど十分に厚く、すなわち、全体を形成できるほどに厚い。
【００８２】
それは、熱処理を適用することによって、及び／または、外部機械応力を適用することによって、前方部６から除去される。
【００８３】
より正確には、除去（取外し）は、適当な熱量を供給するという作用のもと、ウェハの二つの部分６および７の取外し（図５の矢印Ｓ参照）を引起こすのに十分な温度までウェハ１を加熱することによってのみ、または、熱処理せずに外部機械応力を適用することによってのみ、のどちらかによって達成可能である。
【００８４】
変形例では、除去は、熱処理工程の間または後に適用される外部機械応力によっても達成可能である。
【００８５】
機械応力を適用することは、曲げ応力及び／または引張応力を適用すること、または、二つの部分６及び７に剪断を適用すること、または、連続的であるか時とともに変化し得るブレードまたは噴射流体（液体またはガス）を取り外されるべき層の界面に導入すること、であり得る。
【００８６】
超音波もまた、適用可能である。
【００８７】
外部機械応力源は、電気エネルギー（静電界または電磁界を利用）でもあり得る。
【００８８】
熱エネルギーから引き出される応力は、電磁界、電子ビーム、電熱による加熱、低温流体、過冷流体等を利用することから生じてもよい。
【００８９】
得られる前方部６は、約３５μｍの厚さの薄肉層を構成する。この薄肉層は、構成要素及び／または回路３を支持する。
【００９０】
前記薄肉層の後面４”は、完全に平面になるように、ある場合においては研磨可能であり（図６参照）、または、様々な適切な表面処理を受けることが出来る。しかし、結局は後面にすぎないので、平坦度は必須ではない。
【００９１】
得られる薄肉層６は、自立支持するのに十分な厚さを有しており、チップ毎に切断され得て、例えば、可塑化されたサポートカードに搬送され得る。チップの切断は、薄肉化の前にも行われ得る。
【００９２】
除去された厚さ、すなわち後方部７の厚さ、が十分でなければ、図３、図４及び図５で示されている移植及び除去の工程は、前方部６（または薄肉層６）の後面４”において、それが所望の厚さ、すなわち３０μｍに近い厚さ、を有するまで繰り返される。
【００９３】
１ＭｅＶを超えるような（例えば５ＭｅＶ）非常に高いエネルギーでの移植は、イオン移植深度Ｐを増加させ、さらに厚く材料を除去できる。
【００９４】
本発明の方法によれば、電子構成要素３が移植工程の前に前面２上に存在する時、これらの電子構成要素３を劣化させることなく、ウェハ１を薄肉化させることが可能である。
【００９５】
さらに、最初のウェハ１の厚さを知ることによって、及び、原子種移植パラメータの適切な選択によって、比較的正確な態様で層６の所望の最終厚さを生成するように、所定の厚さを除去することによる１つ以上の過程でウェハ１の厚さを減らすことが可能となる。
【００９６】
本発明の方法は、移植装置が最適な態様で使用されることを可能にする。一般的に、我々は、相当の厚さの後方部７を除去するために高エネルギー移植によって薄肉化を開始し、その後、より小さい厚さのものを除去するためにより低いエネルギーで移植することによって精製をする。
【００９７】
本発明の方法の第２の実施の形態は、図７乃至図１２に示されている。
【００９８】
図９は、薄肉化されたウェハの後面４’上に（または、薄肉化されていないウェハ１の後面４上に直接に）実施される原子種移植工程を示している。
【００９９】
この場合、移植は、現在通常的にマイクロ電子工学で用いられている移植装置を使って実施される。移植エネルギーは低く、数百キロ電子ボルト（ｋｅＶ）に近い。
【０１００】
移植については、第１の実施の形態に関する前記説明を参照できる。
【０１０１】
例えば、一平方センチメートル（ｃｍ２  ）につき２×１０１６から１０１７の単原子水素原子という範囲の移植線量で２１０ｋｅＶの移植エネルギーにて単原子水素をシリコンに移植する時、弱体領域５が、約１．５μｍから２μｍの移植深度Ｐに生成され得る。
【０１０２】
図１０及び図１１は、後方部７を除去する工程を示している。
【０１０３】
小さい移植の厚さのこのような範囲では、後方部７は剥離しないか、または、部分的に剥離するだけである。後方部７は、均質的な外観にならない。ブリスター１０が形成されて、後方部７は複数の材料片（くず）といった外観になる。
【０１０４】
図１１に示されているように、後方部７は、例えば、スクラバー１１を使ったり、噴射流体（例えば、加圧された噴射液体や圧縮空気のような噴射ガス）を吹きかけたりすることによって、除去される。使用されるスクラバー１１は、例えば、化学−機械的研磨工程（ＣＭＰ）に関連してマイクロ電子工学で通常的に使用されるスクラバーである。「スクラビング」という用語は、微粒子や他の材料片を除去することができる当業者に既知の他の同等の技術、例えば研磨またはスクレイパーの使用、をも含む。
【０１０５】
図９、図１０及び図１１で示されている後方部７の移植及び除去の工程は、図１２で示されている自立薄肉層が得られるまで、前方部６の後面４”に対して繰り返される。
【０１０６】
図１３から図１７は、本発明の方法の第３の実施の形態を示している。
【０１０７】
図１５に示されている低エネルギー原子種移植の工程は、図９に関連して説明された工程と同一である。
【０１０８】
移植操作の後で、スティフナ１２が、薄肉化されたウェハの後面４’（または薄肉化されていないウェハの後面４）に適用される。
【０１０９】
「適用」という言葉は、例えば、噴射または化学的蒸着（ＣＶＤ）のような堆積による適用と、前面２上に剛性板または柔軟フィルムを置くという物理的適用と、の両方を意味する。このような技術は当業者に既知である。
【０１１０】
剛性板は、ガラス板であり得る、または、単結晶または多結晶のシリコン板であり得る。
【０１１１】
柔軟フィルムは、プラスチック材料、または、ポリテトラフルオロエチレン、商標「テフロン」、または、粘着性ストリップ、から形成されるフィルムであり得る。
【０１１２】
スティフナは、ワックスの層でもあり得る。
【０１１３】
堆積物の場合には、例えば、シリコン酸化物（ＳｉＯ２  ）の層が有利である。
【０１１４】
スティフナ１２が剛性板または柔軟フィルムである場合、それは、分子結合または共晶結合によって結合され得る。この場合、基板の後面の表面品質は高くあらねばならず、または、基板の後面は磨かれなければならない。
【０１１５】
前記スティフナ１２は、接着剤でも結合され得る。
【０１１６】
その後、それは、機械応力（矢印Ｓ）を適用することによって、あるいは、それが結合されている時は、ウェハ１にそれを結合させている接着剤を除去するための熱処理によって、または、リフトオフ（適切な溶剤の作用によって接着剤を溶かすこと）として知られている化学処理によって、除去される（図１７参照）。
【０１１７】
図１５、図１６および図１７で示されている操作は、前方部６（又は薄肉層６）が所望の厚さを有するまで、前方部６（または薄肉層６）の後面４”に複数回繰り返され得る（図６または１２に示されている工程）。
【０１１８】
最後に、図１８から図２１は本発明の方法の変形例を示していて、そこでは、後方部７が除去された時にスティフナ９が存在するように、原子種移植工程の前（図１８参照）、または、当該工程のすぐ後（図１９参照）、のどちらかで、スティフナ９がウェハ１の前面２に適用される。
【０１１９】
スティフナ１２に関する説明は、スティフナ９にも適用できる。従って、前記スティフナはこれ以上説明されない。
【０１２０】
前記スティフナ９は、特に後面に実施される薄肉化操作が複数回繰り返される時、得られる前方部６の扱いを一時的に容易にするという単独の機能を有している。
【０１２１】
自立薄肉層６の所望の厚さが得られると、スティフナ９は、本方法の最終工程の間に、適切な処理法を使って除去され得る（図２１参照）。それは、層６を切断して埋め込んだ後で、任意に除去され得る。
【０１２２】
（選択される実施の形態に関係なく）以上に説明されてきた薄肉化方法は、マイクロ電子工学で通常的に使われており電子構成要素及び／または回路が通常の装置を使って配置される標準的なウェハに対して実施される、という利点を有している。従って、本発明の方法を実施する前のウェハを製造する先の工程を変更する必要が全くない。
【０１２３】
より一般的に、本方法は、その前面に電子構成要素を搭載しているか、または、搭載する予定の、任意の基板に適用できる。
【０１２４】
本発明の方法の七つの特別な実施例をここであげておく。
【０１２５】
実施例１
その前面２が電子構成要素及び／または回路３を支持している直径２００ｍｍ、厚さ７２５μｍの単結晶シリコンウェハ１が、第１の機械的及び／または化学的薄肉化工程を受けた。５０μｍの厚さに薄肉化されたウェハが、このようにして得られた。
【０１２６】
１ＭｅＶのエネルギーでＨ＋  イオンを移植する工程が、その後、１．８×１０１７Ｈ＋  ／ｃｍ２  という移植線量を使って、前記薄肉化されたウェハの後面４’に実施された。移植は、周囲温度で実施された。平均移植深度Ｐは、１５μｍであった。
【０１２７】
熱応力が、その後、４００℃まで加熱することによって、ウェハに適用された。これにより、約１５μｍの厚さまで後方部７が剥離された。
【０１２８】
得られた薄肉層６は、３５μｍの厚さであった。
【０１２９】
実施例２
熱処理が３５０℃で実施され、粘着ストリップ（一時的なスティフナ）を用いて引き裂くことにより連続的なモノブロックフィルムの形態の後方部７が除去されたことを除いて、手順は実施例１について説明されたものと同一であった。
【０１３０】
得られた薄肉層６は、３５μｍの厚さであった。
【０１３１】
実施例３
先の薄肉化及び移植工程は、第１の機械的及び／または化学的薄肉化工程の前にスティフナ９がウェハの前面２に堆積されたことを除いて、実施例２について説明されたものと同一であった。このスティフナ９は、結合する前に平坦化され、５μｍの厚さの酸化層によって結合されたシリコンウェハであり、この結合はウェハ結合によって達成された。
【０１３２】
得られた薄肉層６は、３５μｍの厚さであった。
【０１３３】
実施例４
この実施例は、機械的及び／または化学的薄肉化の後、ウェハ１が３５μｍの厚さになったこと、移植はプラズマ移植であったこと、移植エネルギーは２００ｋｅＶであったこと、平均移植深度Ｐは２μｍであったこと、移植線量は１×１０１７Ｈ＋  ／ｃｍ２  であったこと、および、熱処理は４００℃で実施されたこと、を除いては、実施例１を繰り返した。
【０１３４】
スクラビングが、その後、後方部７を除去するために実施された。
【０１３５】
得られた前方部６は、３３μｍの厚さであった。
【０１３６】
操作サイクルは、最終厚さが３１μｍの薄肉層６を得るために、もう一度繰り返された。
【０１３７】
実施例５
先の薄肉化及び移植工程は、機械的及び／または化学的薄肉化の後、ウェハ１が３５μｍの厚さであったこと、移植エネルギーは２００ｋｅＶであったこと、平均移植深度Ｐは２μｍであったこと、及び、移植線量は１×１０１７Ｈ＋  ／ｃｍ２  であったこと、を除いて、実施例１に対して説明されたものと同一であった。
【０１３８】
移植の前に、ガラス板によって構成された一時的なスティフナ９が、前面２に結合された。結合は、ＵＶ両面接着剤を使って達成された。
【０１３９】
後方部７を取り外した後、得られた前方部６は３３μｍの厚さであった。
【０１４０】
操作サイクルは、スティフナ９を除去した後、必要に応じて各サイクルの間に前面２に新しいスティフナ９を加えて、最終的な厚さが２９μｍの薄肉層６を得るために、もう二回繰り返された。
【０１４１】
実施例６
先の薄肉化及び移植工程は、機械的及び／または化学的薄肉化の後、ウェハ１が４０μｍの厚さであったこと、移植エネルギーは７５０ｋｅＶであったこと、平均移植深度Ｐは１０μｍであったこと、及び、移植線量は１．３×１０１７Ｈ＋  ／ｃｍ２  であったこと、を除いて、実施例１に対して説明された工程と同一であった。
【０１４２】
さらに、移植工程の前に、ガラス板によって構成されたスティフナ９が前面２に結合された。結合は、ＵＶ両面接着剤を使って達成された。
【０１４３】
移植のあとで、ガラス板によって構成されたスティフナ１２が、後面に結合された。結合は、ＵＶ両面接着剤を使うことによって達成された。
【０１４４】
後方部７は、弱体領域５において二枚のガラス板の間にブレードまたは空気噴射または圧縮水を導入することによって、機械的に除去された。
【０１４５】
得られた自立薄肉層６は、３０μｍの厚さであった。
【０１４６】
実施例７
その前面２が電子構成要素及び／または回路３を支持している直径２００ｍｍ、厚さ７２５μｍの単結晶シリコンウェハ１が、第１の機械的及び／または化学的薄肉化工程を受けた。４０μｍの厚さの薄肉化ウェハが、このようにして得られた。
【０１４７】
７５０ｋｅＶのエネルギーでＨ＋  イオンを移植する工程が、その後、１．３×１０１７Ｈ＋  ／ｃｍ２  という移植線量を使って、後面４’に実施された。移植は、周囲温度で実施された。平均移植深度Ｐは、１０μｍであった。
【０１４８】
第１の機械的及び／または化学的薄肉化工程の前に、スティフナ９が、ウェハの前面２に堆積された。スティフナ９は、５μｍの厚さの酸化層によって結合されたシリコンウェハであって、結合の前に平坦化されており、結合はウェハ結合によって実施された。スティフナは、本方法の終わりまでそこにとどまり、所望の厚さの層６が得られた時に除去された。
【０１４９】
熱応力が、４００℃まで加熱することによって、ウェハに適用され、その後、スクラビングされ、それにより後方部７が剥離された。
【０１５０】
得られた前方部６は、３０μｍの厚さで、自立支持層を構成した。
【０１５１】
前記説明の例において、ウェハ１はシリコンから形成された。
【０１５２】
しかし、ゲルマニウム、シリコン−ゲルマニウム合金（ＳｉＧｅ）、炭化シリコン、ヒ素化ガリウム、リン化インジウム、窒化ガリウム、または、窒化アルミニウムから選択される材料からウェハ１を生成することも可能である。ウェハ１は、ＳＯＩ（シリコン・オン・インシュレータ）型基板であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】図１は、本発明の方法の第１の実施の形態の異なる連続工程を示す概略図である。
【図２】図２は、本発明の方法の第１の実施の形態の異なる連続工程を示す概略図である。
【図３】図３は、本発明の方法の第１の実施の形態の異なる連続工程を示す概略図である。
【図４】図４は、本発明の方法の第１の実施の形態の異なる連続工程を示す概略図である。
【図５】図５は、本発明の方法の第１の実施の形態の異なる連続工程を示す概略図である。
【図６】図６は、本発明の方法の第１の実施の形態の異なる連続工程を示す概略図である。
【図７】図７は、本発明の方法の第２の実施の形態の異なる連続工程を示す概略図である。
【図７】図７は、本発明の方法の第２の実施の形態の異なる連続工程を示す概略図である。
【図８】図８は、本発明の方法の第２の実施の形態の異なる連続工程を示す概略図である。
【図９】図９は、本発明の方法の第２の実施の形態の異なる連続工程を示す概略図である。
【図１０】図１０は、本発明の方法の第２の実施の形態の異なる連続工程を示す概略図である。
【図１１】図１１は、本発明の方法の第２の実施の形態の異なる連続工程を示す概略図である。
【図１２】図１２は、本発明の方法の第２の実施の形態の異なる連続工程を示す概略図である。
【図１３】図１３は、本発明の方法の第３の実施の形態の連続工程を示す概略図である。
【図１４】図１４は、本発明の方法の第３の実施の形態の連続工程を示す概略図である。
【図１５】図１５は、本発明の方法の第３の実施の形態の連続工程を示す概略図である。
【図１６】図１６は、本発明の方法の第３の実施の形態の連続工程を示す概略図である。
【図１７】図１７は、本発明の方法の第３の実施の形態の連続工程を示す概略図である。
【図１８】図１８は、本方法の変形例の連続工程を示す概略図である。
【図１９】図１９は、本方法の変形例の連続工程を示す概略図である。
【図２０】図２０は、本方法の変形例の連続工程を示す概略図である。
【図２１】図２１は、本方法の変形例の連続工程を示す概略図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年10月30日(2003.10.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体材料からなるウェハ（１）を薄くする方法であって、ウェハは「前面」と称される第１面（２）と「後面」と称される対向面（４）とを有しており、前記第１面は少なくとも一つの電子構成要素及び／または回路（３）を支持しているか、支持するようになっており、
前記方法は、
ａ）前記ウェハ（１）の内部にその後面（４，４’）から原子種を移植して、前記前面（２）から当該弱体領域（５）まで延びる前方部（６）とウェハ（１）の残部により形成される後方部（７）とを区画する弱体領域（５）を得る工程と、
ｂ）前記後方部（７）を前記前方部（６）から除去して、ウェハ（１）を薄める工程と、
ｃ）前記前方部（６）の後面（４”）において、当該前方部が自立薄肉層（６）を構成するための所望の厚さとなるまで、工程ａ）及びｂ）を繰り返す工程と、
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項２】
任意の移植工程ａ）の前に、機械的及び／または化学的な薄肉化方法が前記後面（４）に実施されることにより前記ウェハを（１）を薄くする工程
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のウェハ（１）を薄くする方法。
【請求項３】
任意の移植工程の前に、前記ウェハ（１）の前面（２）上に、少なくとも一つの電子構成要素及び／または回路（３）を生成する工程
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のウェハ（１）を薄くする方法。
【請求項４】
前記後方部（７）を除去する工程は、熱処理を適用する及び／または外部機械応力を適用することによって実施される
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のウェハ（１）を薄くする方法。
【請求項５】
前記後方部（７）を除去する工程は、噴射流体を吹きかけることによって実施される
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のウェハ（１）を薄くする方法。
【請求項６】
前記後方部（７）を除去する工程は、スクラビング（１１）によって実施される
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のウェハ（１）を薄くする方法。
【請求項７】
前記後方部（７）を除去する工程は、前記ウェハ（１）の後面（４，４’，４”）にスティフナ（１２）を適用して、その後に当該スティフナ（１２）に対して熱処理及び／または外部機械応力を適用することによって実施される
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のウェハ（１）を薄くする方法。
【請求項８】
前記スティフナ（１２）は、堆積によって適用される
ことを特徴とする請求項７に記載のウェハ（１）を薄くする方法。
【請求項９】
前記スティフナ（１２）は、酸化シリコンの層である
ことを特徴とする請求項８に記載のウェハ（１）を薄くする方法。
【請求項１０】
前記スティフナ（１２）は、剛性板である
ことを特徴とする請求項７に記載のウェハ（１）を薄くする方法。
【請求項１１】
前記剛性板（１２）は、単結晶または多結晶のシリコン、または、ガラスから形成されている
ことを特徴とする請求項１０に記載のウェハ（１）を薄くする方法。
【請求項１２】
前記スティフナ（１２）は、柔軟フィルムである
ことを特徴とする請求項７に記載のウェハ（１）を薄くする方法。
【請求項１３】
前記スティフナ（１２）は、接着性フィルムである
ことを特徴とする請求項７に記載のウェハ（１）を薄くする方法。
【請求項１４】
前記スティフナ（１２）は、ワックスの層である
ことを特徴とする請求項７に記載のウェハ（１）を薄くする方法。
【請求項１５】
前記後方部（７）を除去する工程の前に、スティフナ（９）が前記ウェハ（１）の前面（２）に適用されて、当該スティフナ（９）は、自立薄肉層（６）を得た後に除去される
ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載のウェハ（１）を薄くする方法。
【請求項１６】
前記ウェハ（１）は、シリコンから形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載のウェハ（１）を薄くする方法。
【請求項１７】
前記ウェハ（１）は、シリコン・オン・インシュレータのウェハである
ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載のウェハ（１）を薄くする方法。
【請求項１８】
前記ウェハ（１）は、ゲルマニウム、シリコン−ゲルマニウム合金（Ｓｉ−Ｇｅ）、炭化シリコン、ヒ素化ガリウム、リン化インジウム、窒化ガリウムまたは窒化アルミニウムから選択される材料から製造されている
ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載のウェハ（１）を薄くする方法。
【国際調査報告】
2005500692.tif 000029
2005500692.tif 000030
2005500692.tif 000031
2005500692.tif 000032