(57)【要約】【解決手段】本発明は、第１半導体ウエハ（１）の第２側にフォトレジスト層（２）を介在して第２ウエハ（３）が存在する第１ウエハを第１側（１２）から薄型化する方法に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面（１２）から第１半導体ウエハ（１）を薄型化する方法において、
好ましくは、前記第１ウエハの第２面（１１）全体の規則的なパターン（２１、２２）に応じて、レジスト層（２）をエッチングする工程と、
前記エッチングされたレジスト層に第２ウエハ（３）を配置する工程とを備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記レジスト層（２）は、前記第１ウエハ（１）の薄型化後、前記第２ウエハ（３）を分離するために、溶媒により除去されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記樹脂（２）のエッチングパターンは、電子部品を加工するパターンを画定するために用いられたマスクにより得られることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記第１（１）及び第２（３）ウエハは、同一の半導体物質から作られることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記方法は、電子部品（４）が形成された第１ウエハ（１）に適用されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
電子部品が形成される前の第１ウエハ（１）に適用される請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記第１ウエハは太陽電池（８）を支持することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記第１ウエハ（１）が、光学的適用のためのガラス板（５）に配置されることを意図することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記第１ウエハ（１）は、集積回路チップ（６）の切断後、分離されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１０】
薄型化後の前記第１ウエハ（１）は、５マイクロメータ未満の厚さを呈することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１１】
第１半導体ウエハ（１）、前記第１半導体ウエハに対して相対的に厚い第２半導体ウエハ（３）、及び前記２つのウエハの間に設けられたレジスト層（２）から形成された組立体。
【請求項１２】
前記薄いウエハ（１）は、５０マイクロメータ未満の厚さを呈することを特徴とする請求項１１記載の組立体。
【請求項１３】
前記ウエハ（１、３）は、同一の半導体物質から作られることを特徴とする請求項１１記載の組立体。
【請求項１４】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の方法を実行することにより得られる集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロエレクトロニクスの分野、特に、電子回路が加工された、又はそのような回路の製造のために使われることを意図した半導体物質製から作られたウエハの薄型化に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路、又はそのような回路を支持する半導体物質のウエハの薄型化には、マイクロエレクトロニクス産業の一定したニーズがある。こうして形成された電子回路の用途に関して、数十マイクロメータ、又は更に数マイクロメータの厚さへの薄型化には多くの可能性がある。薄い集積回路チップは、単独で、又は他のチップ若しくは基板への組立のため、多くの電子的用途に利用される。
【０００３】
このような用途のうち、紙幣、衣服、包装材料等によって支持される非常に薄い電子タグを形成するための電磁気トランスポンダの一体化を、例として以下に述べる。
【０００４】
他の用途の例として、太陽電池の形成がある。
【０００５】
他の用途の例は、電子パスポート、スマートカード等のタイプに適用される曲げ易い又は硬い支持体への集積回路の挿入に関する。
【０００６】
他の用途の例は、非常に薄い集積回路がガラススラブに転写される光学マイクロパッケージの形成に関する。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０１２１６１８号明細書
【特許文献２】米国特許第６０１３５３４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、半導体ウエハの薄型化にはいくつかの問題がある。
【０００８】
第１の問題は、構成要素及び回路の製造前にウエハが薄型化される場合、その壊れやすさのために、続いて行われる処理での取り扱いが困難になることである。
【０００９】
この制約のため、一般的にウエハは、製造の最後に、取り扱いが可能な接着テープに接着されることにより薄型化されることになる。例えば、集積回路がその前面に形成された、数百マイクロメータの薄さのウエハは、取扱支持体として用いられる接着テープに、前記前面を（出来れば、保護層を介在して）接着される。その後ウエハは、例えば調整（研磨）、化学エッチング又はドライエッチング（プラズマ）により、その背面から薄型される。ウエハが、所要の最終的な厚さ（例えば、数十マイクロメータ）に到達すると、集積回路チップは、接着テープに接着された状態で通常切断されて、例えば、スマートカードに一体化するために、この接着テープから１つずつ取り除かれる。
【００１０】
接着テープの利用には、いくつかの不利がある。
【００１１】
接着テープが多少硬いとしても、ウエハの硬さとは異なる性質の物質から作られているため、特に機械的ストレスの差異が生じる。
【００１２】
更に、接着テープは通常剥がしにより分離されるため、半導体ウエハにより支持された、集積回路を損傷する危険が生じる。
【００１３】
更に、半導体ウエハにテープを貼り付けるために用いられる接着剤は、動作するウエハ領域に汚染を生じる危険があり、ある処理は、これらの構成要素のガス抜きによる汚染のリスクにより接着テープの使用と適合しない。
【００１４】
更に、半導体ウエハの表面の起こりうる不均一により、薄型化（特に研磨調整の場合）の際、機械的ストレスのためウエハに裂け目が生じる場合がある。
【００１５】
米国特許出願公開第２００４／０１２１６１８号明細書は、ウエハの薄型化の際、硬い基板に半導体ウエハを一時的に取り付けるために利用可能な接着剤の形成を記載している。このような複合組成からなる接着剤の利用には、半導体ウエハにより支持される回路の動作領域の汚染という問題がある。更に、その適用、並びに続いて行われる接着及び分離の工程は、専用の設備を必要とする。
【００１６】
米国特許第６０１３５３４号明細書は、蝋層と同様のエッチングを停止する層を用いて切断した後、集積回路チップを薄型化する方法を記載している。このような方法は、実質的に接着テープの利用と同様の不利を呈し、更に、蝋の利用により高温アニールを必要とする。このようなアニールは、破損を引き起こすストレスが生じたり、機能不良になるドーパント拡散を引き起こしたりするため、ウエハに形成された構成要素、特にトランジスタに有害である。
【００１７】
本発明は、半導体物質から作られたウエハを薄型化するための公知の技術の全て又は一部の不利点を克服することを目的とする。
【００１８】
特に、本発明は、ウエハ上に電子回路を製造するために用いられるものに適合する技術を利用して、このような薄型化を容易に実行することを目的とする。
【００１９】
本発明は、また、構成要素の製造前及び製造後（特に、注入／拡散により具体的にドープ処理された領域の形成前）に、半導体ウエハに適用可能な解決策を提供することを目的とする。
【００２０】
本発明は、また、半導体ウエハに形成された構成要素のストレス又は汚染のリスクを避けることを目的とする。
【００２１】
本発明は、また、半導体ウエハを用いて処理するために現在使われる設備の利用に適合する解決策を提供することを目的とする。
【００２２】
これらの目的の全て又は一部、及び他の目的を達成するために、本発明は、第１半導体ウエハの第２面にレジスト層を介在して第２ウエハを配置するという工程からなる第１半導体ウエハを第１面から薄型化する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の実施形態によれば、前記レジスト層は、前記第１ウエハの薄型化後、前記第２ウエハを分離するために、溶媒により除去される。
【００２４】
本発明の実施形態によれば、前記レジスト層は、好ましくは、前記第１ウエハ全体の規則的なパターンに応じてエッチングされる。
【００２５】
本発明の実施形態によれば、前記樹脂のエッチングパターンは、電子部品を製造するパターンを画定するために用いられたマスクにより得られる。
【００２６】
本発明の実施形態によれば、前記第１及び第２ウエハは、同一の半導体物質から作られる。
【００２７】
本発明の実施形態によれば、前記方法は、電子部品が形成された第１ウエハに適用される。
【００２８】
本発明の実施形態によれば、前記方法は、電子部品の形成前の第１ウエハに適用される。
【００２９】
本発明の実施形態によれば、前記第１ウエハは、太陽電池を支持する。
【００３０】
本発明の実施形態によれば、前記第１ウエハが、光学的適用のためのガラス板に配置されることを意図する。
【００３１】
本発明の実施形態によれば、前記第１ウエハは、集積回路チップの切断後、分離される。
【００３２】
本発明の実施形態によれば、薄型化後の前記第１ウエハは、５マイクロメータ未満の厚さを呈する。
【００３３】
本発明は、また、第１半導体ウエハ、第１半導体ウエハに対して相対的に厚い第２半導体ウエハ、及び前記２つのウエハの間に設けられたレジスト層から形成された組立体を提供する。
【００３４】
本発明の実施形態によれば、前記薄いウエハは、５０マイクロメータ未満の厚さを呈する。
【００３５】
本発明の実施形態によれば、前記ウエハは、同一の半導体物質から作られる。
【００３６】
本発明は、集積回路又は個別の部品チップを提供する。
【００３７】
本発明の前述及び他の目的、特徴及び利点が、添付図面を参照して本発明を限定するものではない特定の実施の形態について以下に詳細に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
同一の構成要素は、正しい縮尺からはずれて描かれた異なる図面において同一の参照番号で示す。明瞭さのために、本願を理解するために必要なこれらの工程及び要素のみ図面に示してあり、以下に説明する。特に、本発明は、任意の従来の電子回路を製造する方法に適合するので、半導体ウエハに集積回路を加工する工程は詳述していない。同様に、本発明は全ての従来の薄型化技術に適合するので、本発明による、基板により支持された半導体ウエハの実際の薄型化は詳述していない。
【００３９】
本発明の好ましい実施形態によれば、第１面から薄型化される第１半導体ウエハは、その第１面を介して、レジスト層を介在して、好ましくは、同一の性質を有する第２ウエハから形成された基板に配置される。レジストは、少なくとも第１ウエハの薄型化の最後まで、２つのウエハを一時的に保持する保護層として使われる。
【００４０】
２つのウエハを一時的に貼り付けるために使われるレジストは、（ポジ型であれネガ型であれ）現在マイクロエレクトロニクス、特に注入、蒸着、又はエッチングマスクを画定するために使われる任意のレジストである。予想に反して、このような樹脂は、背面の薄型化（研磨調整を含む）に関連する機械的ストレスに耐える十分な接着力を有し、薄型化の最後に容易に分離可能である。このような分離は、集積回路を製造する間、樹脂層を取り除くために現在使われるタイプの溶媒によって行われる。
【００４１】
図１Ａ−１Ｆは、本発明による薄型化の方法の実施形態を示す、非常に簡略化された断面図である。
【００４２】
第１面１２（前記背面）から薄型化される（図１Ａ）半導体ウエハ１（例えば、シリコン）は、レジスト層２（図１Ｂ）で第２面１１（前記前面）が覆われる。例えば、従来では、このような樹脂の蒸着のために、所謂スピン蒸着技術によりビスコース形式でウエハ１に蒸着される。
【００４３】
ウエハ１がパターンを有さない場合（図１Ａ及び１Ｂ）、層２の厚さは重要ではなく、例えば、５０ｎｍから５μｍの間である。
【００４４】
図１Ａ及び１Ｂと比較される、図２Ａ及び２Ｂに示す第１変形例によれば、前面１１は突出パターン４（例えば、段差、チップ、メタライゼーション等）を備える。樹脂層２の厚さは、これらのパターンを均一に充填するために選択される。
【００４５】
実施形態の特定の例として、公知である商標名ＳＰＲ９５５、ＴＨＭＲ２２５０、ＡＰＥＸ２４０８、又はＭ７８Ｙのレジストが用いられる。
【００４６】
続いて行われる組立品の処理のための支持体（ハンドル）として使用される第２ウエハ３は、樹脂層２に配置される（図１Ｃ）。好ましくは、ウエハ３は、ウエハ１と同一の物質から作られる。例えば、破壊又は破棄される不良のウエハである可能性がある。ウエハ３の厚さは、例えば、数百マイクロメータである。
【００４７】
２つのウエハの接着は、半導体ウエハにレジストを容易に広げるために現在使われている溶媒（例えば、酢酸及び公知である商標名“EC solvent”の２−メトキシ−１−メチルエチルエステル）から選択されたものにより支持ウエハ３を洗浄することにより高められる。
【００４８】
実施形態によれば、樹脂２のアニールを行わず、大気温度での乾燥のみ行う。本願の発明者にとって、続いて行われる薄型化処理のために十分な剛性を備えた樹脂を準備するためにはこのような乾燥で十分である。
【００４９】
他の実施形態によれば、乾燥は、低温、即ち樹脂２の溶融温度より低い温度（例えば、１５０度未満）でのアニールにより促進される。
【００５０】
組立品（図１Ｄ）は、その第１面１２からウエハ１の薄型化のためのステーション（図示せず）に移される。
【００５１】
薄型化（図１Ｅ）は、ウエハ１に所要の最終的な厚さを得るために行われる。例えば、ウエハ１に対して数百マイクロメータ（例えば、３００又は６００μｍ）の厚さから始めて、数十マイクロメータ、又は更に数マイクロメータ（例えば、５μｍ未満）の厚さに薄型化される。
【００５２】
支持体として使われる相対的に厚い第２ウエハ３（数百マイクロメータ）に対して相対的に薄い第１ウエハ１（一般的に、５０μｍ未満）から形成された組立品が得られ、これらのウエハを共に一時的に保持して、これらのウエハの間に存在するレジスト層２が存在する。
【００５３】
最後に、本実施形態（図１Ｆ）によれば、２つのウエハは、樹脂２を溶解する溶媒槽に組立品を浸して分離される（剥がされる）。
【００５４】
使われる溶媒は、レジストを溶解するために従来使われる任意の溶媒である。例えば、アセトン系溶媒（例えば、純粋なアセトン）、水酸化ナトリウム（Ｈ2ＳＯ4）系溶媒、又は例えば、酢酸及び公知である商標名“EC solvent”の２−メトキシ−１−メチルエチルエステルに基づく溶媒、若しくはメチルエチルケトン及び公知である商標名“ＲＥＲ”の乳酸エチルに基づく溶媒等更に特定の溶媒を使用可能である。
【００５５】
図３Ａ及び３Ｂは、本発明の好ましい実施形態による、図１Ｂ（又は２Ｂ）及び１Ｅの第２の変形例を示す。樹脂層２はエッチング（図３Ａ）されて、層２内に溶媒が流れて、続く２つのウエハ１及び３を容易に分離するための空の領域２１又は通路を呈する。ポジ型であれネガ型であれ、レジストを用いることにより、このような実施が可能になる。本実施形態によれば、樹脂２を広げた後、低温アニールが行われて、フォトリソグラフィエッチング（フォトリソグラフ＋現像）を行う前に樹脂を硬くする。その後、第２ウエハ３は、樹脂層に配置され、残っている樹脂パッド２２により接着される。
【００５６】
ウエハ１及び３を貼り合わせる前のアニールが樹脂の接着性を低減させる場合、十分な接着力は、現在レジストの広がり具合を高めるために使われる溶媒、例えば、上述した“EC-solvent”又は“ＲＥＲ”溶媒から選択されるものによって支持ウエハ３を洗浄することにより取り戻すことが可能である。
【００５７】
言うまでもなく、溶媒の濃度及び／又は溶媒の使用時間は、一方でフォトリソグラフィエッチングの現像、他方で薄型化の最後でのウエハの所望の分離に適合すべく行われる。
【００５８】
実施形態によれば、特定のマスクが形成されて、ウエハ全体に規則的なパターン（好ましくは、テーブルクロスパターン）を保証する。ウエハ表面の不均一により機械的ストレスの危険が生じることを避けるために、できるだけ規則正しいパターンが採用されることが好ましい。
【００５９】
ほとんどの場合、このような規則的なパターンを得ることは、ウエハを製造する構成要素に使われる利用可能なマスクのうち１つを利用することと両立できる。本発明では、ウエハの分離を促進する通路の画定のための、構成要素の製造に使われる任意のマスクが再利用されることが利点である。
【００６０】
図４Ａ及び４Ｂは、別の支持体（例えば、ガラス板５又は酸化シリコン基板）により最終的に支持される必要がある薄型化されたウエハ１による、本発明の第３変形例を示す。薄型化されたウエハ１の背面１３は、好ましくは、ウエハ３から分離される（図４Ｂ）前に、支持体５に配置される（図４Ａ）。
【００６１】
図５に示される代替の第４実施形態によれば、薄型化されたウエハ上の集積回路チップ６を、例えば支持ウエハ３上で停止する切断線７により切断した後、分離が行われる。
【００６２】
図６は、分離前に薄型化されたウエハ１の背面１３から他の処理が行われる、本発明の第５変形例を示す。例えば、背面のメタライゼーション（場合によってはパターン１４で）、又は処理温度が樹脂２の溶融温度以下であれば他のどのような処理を行ってもよい。この制約により、低温での製造方法の現像での妨害が次第に少なくなる。
【００６３】
図７Ａ及び７Ｂは、構造体を軽くすべく薄型化が望まれるシリコン基板１により支持されたゲルマニウム基板９に太陽電池８を形成する、本発明の適用例を示す。
【００６４】
図７Ａでは、例えば、要素の周期分類のカラムＩＩＩ−Ｖの物質のヘテロ−エピタキシーを再開することにより、太陽電池が形成されたウエハを示す。
【００６５】
図１Ａ−１Ｆに示された方法は、ウエハ１の自由面から行われて、基板９及びセル８を支持する薄型化されたウエハ（図７Ｂ）が得られる。
【００６６】
図８Ａ−８Ｃは、連続するウエハにより支持された回路を積層して形成する、本発明の第２の適用例を示す。この適用例では、図１Ｅの結果として生じる構造が、第３シリコンウエハ１´に接着されて（図８Ａ）、組立体がウエハ１´の背面１２´から新たに薄型化される（図８Ｂ）。薄いウエハが積層された構造が得られる（図８Ｃ）。
【００６７】
本発明の利点は、半導体ウエハにパターンを画定するために現在使われるレジストを利用して、このウエハに形成される動作領域が著しく汚染される危険にさらされないことである。
【００６８】
本発明の他の利点は、薄型化されるウエハと同一の性質を有する半導体基板から作られた基板を用いて、膨張率の差異に関連する起こりうる問題が避けられることである。
【００６９】
本発明の他の利点は、薄型化されるウエハ及び支持ウエハの組立体が、半導体ウエハを処理するために現在使われる全ての設備に適合し、このような設備により単一のウエハとしてみなされることである。特に、この利点は、ウエハが製造前に第１面から薄型化されて、薄型化された面の自由面から製造工程を行うために支持ウエハに取り付けられたままである場合に、重要である。
【００７０】
本発明の他の利点は、レジストが、半導体ウエハに加工されたパターンの保護、及び支持ウエハへの接着の層の２つの機能を有することである。
【００７１】
本発明の他の利点は、薄型化が製造の任意の工程で行うことができることである。例えば、薄型化は、未加工のウエハに行われてもよく、動作領域が形成された後、チップが形成された後、又は内部連結メタライゼーションレベルの形成後に行ってもよい。
【００７２】
本発明の他の利点は、ウエハ１が切断前に分離される場合、支持ウエハ３が、その後、他のウエハのための支持体として再利用可能であることである。
【００７３】
言うまでもなく、本発明は、当業者により容易に想定される様々な変更、改良、及び修正がなされ得る。特に、本発明は、例としてシリコンウエハに関連して説明されたが、処理されるウエハを形成する半導体物質（例えば、ＳｉＧｅ、ＡｓＧａ等）がいかなるものであっても適合可能である。
【００７４】
更に、本発明は、当業者の技能内で、上述された機能的な指示に基づき実際行われ、様々な変更と組み合わされてもよい。
【００７５】
更に、時々集積回路を参照したけれども、本発明は、実際に集積回路であれ個別の部品チップ（電力要素等）であれ、半導体ウエハに形成された任意の電子回路に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施形態を示す簡略化された断面図である。
【図２】本発明の第１変形例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の第２変形例を示す概略断面図である。
【図４】本発明の第３変形例を示す概略断面図である。
【図５】本発明の第４変形例を示す概略断面図である。
【図６】本発明の第５変形例を示す概略断面図である。
【図７】太陽電池を形成するための、本発明の適用例を示す概略断面図である。
【図８】垂直回路を形成するための、本発明の別の適用例を示す概略断面図である。
【図１Ａ】
2008521214.tif 000003
【図１Ｂ】
2008521214.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図２Ａ】
2008521214.tif 000009
【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
2008521214.tif 000011
【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
2008521214.tif 000021
【国際調査報告】
2008521214.tif 000022
2008521214.tif 000023
2008521214.tif 000024
2008521214.tif 000025