(57)【要約】  個々の素子（２’）（例えば、導電性プリフォーム又はガンダイオード）をそのような素子のアレイから分離する方法は、ピックアップツール（８）を介してエネルギー（例えば、電流）を加えて、支持構造体（１）に対して素子（２’）を保持しているタブ（３）を溶融させる段階を含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
幾つかの個別素子を製造する方法であって、
各素子が支持タブによって支持構造体及び／又は少なくとも１つの他の素子に取付けられた前記個別素子のアレイを製造する段階と、
１つ又は複数の特定の素子を支持する前記１つ又は複数のタブを選択的に除去又は破断する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
幾つかの個別ガンダイオードを製造する方法であって、
各ガンダイオードが支持タブによって支持メッシュ及び／又は少なくとも１つの他のガンダイオードに取付けられた前記ガンダイオードのアレイを製造する段階と、
１つ又は複数の特定のガンダイオードを支持する前記１つ又は複数のタブを選択的に除去又は破断する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
前記１つ又は複数のタブが、導電性であり、該タブを通して電流を流すことによって除去又は破断されることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
相互結合した素子のアレイから１つ又は複数の選択した素子を分離するための装置であって、
前記選択素子とその１つ又は複数の隣接する素子との間の１つ又は複数の結合部を除去又は破断することができる第１の部分と、
前記１つ又は複数の選択素子をピックアップする又は他の方法で取外すことができる第２の部分と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項５】
前記第２の部分が、前記１つ又は複数の結合部にエネルギーを加えるための手段を含むことを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記１つ又は複数の結合部を通して電流を流すようにするための手段を含むことを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小形素子を製造する方法に関する。本発明の好ましい実施形態は、特に小形（チップ・スケール）構成要素又は超小形構成要素の製造に適している。一般的なチップ・スケール構成要素のサイズは、最小０．０１ｍｍまでの機能部を有する０．２ｍｍ〜数ｍｍの範囲内にある。超小形構成要素という用語は一般的に、光学顕微鏡を使用せずには見ることができない構成要素（例えば、一般的に１０-4〜１０-7メートルのサイズ範囲内の）を表現するために使用される。超小形構成要素は、微細構造デバイス内で使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
電子超小形構成要素は一般的に、シリコン基板上に構成要素のアレイとして製作される。同一の基板上に幾つかの素子を製作することがより効率的である。素子のアレイを形成するためのプロセスは、よく知られており、例えばフォトリソグラフィを含む。超小形構成要素は、使用する前に互いに分離される結合した素子のアレイとして形成される。
【０００３】
米国特許第５，８２４，５９５号には、シリコン基板上に電子素子のアレイを形成し、基板のエッチングによってこれらの素子を互いに分離する方法が記載されている。
【０００４】
米国特許第５，８２４，５９５号に開示されたエッチングプロセスの問題点は、エッチングされた個別素子が最後にはキャリヤから落下した状態になることである。それらの小形サイズのために、素子は、一体に集塊しがちであり、損傷させずに分離するのが困難である。従って、歩留まりが低くなる。例えば、図１に示す、また半導体から他の構成要素への電気的接続を行うために使用されるタイプの十字形ゴールドボンディングプリフォームの分離における一般的な歩留まりは、約２０％に過ぎない。もう一つの問題は、構成要素が分離された時に、個々の素子のあらゆるトレーサビリティが失われることである。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５，８２４，５９５号
【発明の開示】
【０００６】
本発明は、独立請求項１、２及び４に記載した方法及び装置を提供する。本発明の好ましい特徴は、従属請求項に記載している。
【０００７】
本発明の好ましい実施形態では、制御した及び／又は制御可能な方法で構成要素又は素子を一つずつ取外すことが可能になる。このことは、ごちゃ混ぜになった構成要素の塊又は集塊の形成を防止することが可能であることを意味する。
【０００８】
個々のパーツ又は素子が使用される場所までアレイのフォーマットが適正に保たれるので、個々の素子のトレーサビリティもまた改善される。このことは、特定の素子又は構成要素がどこから取出されまた次にどこに配置されるかを、ユーザ又はシステムが決定及び／又はモニタすることができることを意味する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、単なる実施例として添付の図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明することにする。
図１は、半導体ダイから他の電流構成要素への電気的接続を行うために使用するタイプのゴールドボンディングプリフォーム２のアレイ１を示す。各プリフォーム２はマルタ十字形状を有し、各十字の端部は、フレーム枠に対してタブ３によって結合されており、フレーム枠は、素子が該フレーム枠から分離されるまで素子を所定の位置に保持する。
【００１０】
結合した構成要素２のアレイ１（図１を参照）は、犠牲基板５上への堆積によって製作する（図２を参照）ことができる。最初に、例えばシリコンの犠牲基板上に、例えば金の金属シード層を真空蒸着させる。フォトリソグラフィ及び／又は化学エッチングによって、構成要素の相互結合アレイ（図１を参照）の所望の形状に一致するパターンをシード層内に形成する。次に、フォトレジストマスクを介して電気メッキすることによって、金のような導電性材料をシード層の形成したパターン内に堆積させる。これは、公知のプロセスである。
【００１１】
米国特許第５，８２４，５９５号に記載されたプロセスのような公知のプロセスでは、素子のアレイ内の個々の素子は次に、化学エッチングプロセスによって分離される。これは、素子のごちゃ混ぜ状態と上述の欠点とを引き起こす。
【００１２】
図３に示す本発明の実施形態では、アレイ１から分離されることになる素子２’は、導電性ピックアップツール８の下方で絶縁領域７上に配置される。ピックアップツール８は、選択した素子２と接触状態にされ、該選択素子を把持する。次に、ピックアップツール８及び素子２’を通し、アレイ内に素子を保持するタブ４を経由して素子ホルダ又はフレーム枠に電流を流す。電流は、タブ３を加熱し、それによってタブ３を溶融し、素子２’を分離する。ピックアップツール８は次に、分離した素子２’をアレイ１から持ち上げる。ピックアップツール８は次に、素子２’を素子貯蔵所内に配置するか、或いは素子が一部を形成する構造体又は構成要素上に直接配置することができる。
【００１３】
本発明の実施形態は、選択したタブに対してエネルギーを選択的にかつ制御可能に加えて相互結合素子のアレイから１つ又は複数の選択素子を分離するのを可能にするようにすることに関する。非導電性タブを有する本発明の別の実施形態では、タブは、例えばブレードによって又はレーザ切断によって除去することができる。
【００１４】
図１〜図４に関連して説明した実施形態では、アレイから分離されることになる素子は、半導体ダイに対して電気的接続を行うように設計された導電性プリフォーム２である。しかしながら、本発明は、構成要素のアレイ内に形成されたあらゆる構成要素に対して適用可能である。従って、本発明はまた、半導体ダイ自体の分離に対しても適用され、半導体ダイは、プリフォームと同様の製造における問題、すなわち個々に分離された時におけるダイオードの取り扱いの困難性の問題を生じる。半導体構成要素の製造に関連する本発明の使用の実施例として、次にガンダイオードのアレイに関する本発明の別の実施形態を説明することにする。しかしながら、上述したように、本発明は、その他の素子又は構成要素のアレイに対しても同様に適用可能である。
【００１５】
現在製造されているように、ガンダイオードを製造するためのプロセスは、その上にエピタキシャル層を成長させ、それにより後続のメッキ処理のためのボンディング層を形成するように金属被覆した半導体ウェーハから開始する。金属被覆層上にヒートシンクがメッキされ、次にウェーハは、該ウェーハを薄くするために別の側面からエッチングされ、ヒートシンクに整合させて薄くしたウェーハの別の側面上にゴールド接点がメッキされる。個々のガンダイオードは次に、エッチングされてメサを形成し、次に互いに分離される。
【００１６】
本発明の実施形態によると、このプロセスは、分離プロセスの後にガンダイオードを取り扱う能力を向上させるように修正される。従って、エピタキシャル層を有するウェーハを金属被覆しかつフォトレジストマスクなどの手段によってその領域を適切に形成した後に、その上に例えば電気メッキによって付加的なゴールド層をメッキして、メッシュ９と共にガンダイオードのヒートシンク１０（参照符号によって１つだけを示している）の第１の層とガンダイオードのヒートシンクをメッシュに結合するためのタブ１１（参照符号によって４つだけを示している）とを形成するようにする。図６に示す第２のアレイの第１の形態では、この第１のメッキ処理段階の後に、タブ１１を第１のメッキ処理段階における厚さのままに残した状態で、ガンダイオードのヒートシンク１０の全厚さを堆積させかつメッシュ９を同じ厚さに堆積させる第２の段階（これもまた電気メッキとすることができる）が続く。第２のアレイの第２の形態では、マスクを形成して、ガンダイオードのヒートシンク１０のみを堆積させかつメッシュ９及びタブ１１を第１のメッキ処理段階におけるままの状態に残すようにする。
【００１７】
図８には、一般的な製造しかつ分離したガンダイオードを示しており、このガンダイオードは、ゴールドヒートシンク１０と、ゴールド上部接点１２と、それらの間の半導体材料１３とで構成される。図６及び図７では、そのような完成したガンダイオードは、半導体材料１４の厚さを破線で示している。
【００１８】
第１のメッキ層に適した厚さは、５〜１０μｍ（ミクロン）、例えば６μｍ（ミクロン）であり、両方の層の合計厚さに適した厚さは、３０〜５０μｍ、例えば４０μｍである。
【００１９】
使用時に、タブは、個々のガンダイオードを分離するように破断されるが、これは、例えばブレードを使用して機械的に、又はレーザによって、又は電気的に行うことができる。
【００２０】
機械的な分離の場合には、図６の変形態様が、タブ１１における破断を促進するのに有利となる可能性がある。
【００２１】
電気的な分離の場合には、図１のタブ３は、図９又は図１０に拡大して示したようにすることができる。図１１に示す滑らかに湾曲したネックは、輪郭のはっきりした電気的分離につながりやすい。図５のタブはまた、これら図９又は図１０のいずれかに示すようにすることができる。
【００２２】
図１３には、上記のタイプのピックアップツール８を通して電流のパルスを加えて、図１のプリフォーム２を囲むタブ３或いは図５又は図１１のヒートシンク１０を囲むタブ１１を溶融させるための回路を示している。スイッチＳを介してのタイマＴの制御下で電圧源Ｖによって充電されるコンデンサＣは、スイッチＳが動作した時に４つのタブ３又は１１の組を通して放電してそれらタブを溶融する。１０μｍ未満の層のネック厚さ（その最も狭い箇所における）の場合に、５〜１０μｍの層厚さを溶融するためにアンペアオーダの電流が必要になる可能性がある。勿論、タブは、図１、図５又は図１１の実施形態に示した４つのタブよりも多く又は少なくすることができる。タブの数は、アレイを一体に保持するために必要な機械的強度に応じて変えることができる。
【００２３】
分離されることになるガンダイオードのヒートシンクにコンデンサの一方の極を接続しかつ他方の極をメッシュ２９と電気接触状態にする手段を備えたワークステーション上に次の分離されることになるガンダイオードを持ち込むように完成ウェーハを繰返し進めることが、好都合であることが分かるであろう。
【００２４】
図５では、メッシュ９は方形側面を有するものとして示しているが、メッシュ９は、それに代えて円形開口で各ガンダイオードを囲むことができる。実際には、各ガンダイオードが円形メッシュ開口を備えた６つの別のガンダイオードによって囲まれた場合に、最も効率的なパッキング密度が可能になる。
【００２５】
さらに、ヒートシンクがタブのみによって互いに結合されるようにして、メッシュ９を全く不要にすることが可能になる。これは、図５に示した構成の場合に可能となるが、また言及した最も効率的なパッキング密度の状況の場合にも可能である。このことは、図１１及び図１２に示しており、これらの図では、タブを概略的に示しているが、タブは、例えば図１０に示した形状とすることができる。そのような構成は、２段階のメッキ処理プロセスを必要とし、第１の段階はタブとヒートシンク層の第１の部分とのためのものであり、第２の段階はヒートシンクの厚さを堆積させるためのものである。層の厚さと層を分離するための手段とは、図５〜図７の実施形態の場合と同様にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】個別構成要素に分離される前の素子のアレイの一部分の平面図である。
【図２】図１の電子素子のアレイを製造する方法を示す。
【図３】アレイの素子の１つの上に配置されたピックアップツールを有する素子のアレイの概略平面図である。
【図４ａ】ピックアップツールを使用して図１又は図３のアレイから素子を分離する本発明を具体化した分離方法を示す。
【図４ｂ】ピックアップツールを使用して図１又は図３のアレイから素子を分離する本発明を具体化した分離方法を示す。
【図４ｃ】ピックアップツールを使用して図１又は図３のアレイから素子を分離する本発明を具体化した分離方法を示す。
【図４ｄ】ピックアップツールを使用して図１又は図３のアレイから素子を分離する本発明を具体化した分離方法を示す。
【図５】個別構成要素に分離される前の素子の第２のアレイの一部分の平面図である。
【図６】第２のアレイの第１の形態において図５の線Ａ−Ａに沿って取った断面図である。
【図７】第２のアレイの第２の形態において図５の線Ａ−Ａに沿って取った断面図である。
【図８】図５のアレイの素子を形成するガンダイオードの概略図である。
【図９】図１のアレイの素子とその関連するタブとの間の結合部の拡大図である。
【図１０】図１のアレイの素子とその関連するタブとの間の結合部の別の形態の拡大図である。
【図１１】個別構成要素に分離される前の素子の第３のアレイの一部分の平面図である。
【図１２】図１１の線Ｂ−Ｂに沿って取った断面図である。
【図１３】導電性タブを通して電流を流すための手段の１つの形態の回路図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  アレイ
２、２’  素子
３、４、１１  タブ
７  絶縁領域
８  ピックアップツール
９  メッシュ
１０  ヒートシンク
１２  ゴールド上部接点
１３  半導体材料
【図１】
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【図２】
2007531990.tif 000004
【図３】
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【図４ａ）】
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【図４ｂ）】
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【図４ｃ）】
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【図４ｄ）】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2007531990.tif 000013
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2007531990.tif 000016
【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年11月30日(2006.11.30)
【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】
幾つかの個別素子を製造する方法であって、
各素子が支持タブによって支持構造体及び／又は少なくとも１つの他の素子に取付けられた前記個別素子のアレイを製造する段階と、
１つ又は複数の特定の素子を支持する前記１つ又は複数のタブを選択的に除去又は破断する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
幾つかの個別ガンダイオードを製造する方法であって、
各ガンダイオードが支持タブによって支持メッシュ及び／又は少なくとも１つの他のガンダイオードに取付けられた前記ガンダイオードのアレイを製造する段階と、
１つ又は複数の特定のガンダイオードを支持する前記１つ又は複数のタブを選択的に除去又は破断する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
前記１つ又は複数のタブが、導電性であり、該タブを通して電流を流すことによって除去又は破断されることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
相互結合した素子のアレイから１つ又は複数の選択した素子を分離するための装置であって、
前記選択素子とその１つ又は複数の隣接する素子との間の１つ又は複数の結合部を除去又は破断することができる第１の部分と、
前記１つ又は複数の選択素子をピックアップする又は他の方法で取外すことができる第２の部分と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項５】
前記第２の部分が、前記１つ又は複数の結合部にエネルギーを加えるための手段を含むことを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記１つ又は複数の結合部を通して電流を流すようにするための手段を含むことを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記１つ又は複数の選択素子が、ガンダイオードであることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項８】
前記１つ又は複数の結合部が、導電性であり、それを通して電流を流すことによって該１つ又は複数の結合部を破断するための手段を含むことを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項９】
前記１つ又は複数の素子が、マルタ十字架形状のプリフォームを含むことを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【国際調査報告】
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