(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＥＭＳデバイスを作製するプロセスであって、
少なくとも幾つかのデバイスはマイクロ加工メッシュを有しているような複数のデバイスを支持する基板の厚さを減らすことと、
作製プロセスの少なくとも一部では、基板の一方の側にキャリアウェハを取り付けて、作製ステップを基板の他方の側から行うことと、
それら複数のマイクロ加工メッシュを解放することと、
を含む改善がなされたプロセス。
【請求項２】
基板の後側にキャリアウェハを取り付けることと、
基板の上側から複数のデバイスの作製を完了することと、
複数のデバイスの作製を完了した後、複数のデバイスを個々に分離することと、
を含む改善がなされた、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
複数のデバイスの作製を完了することには、解放された複数のマイクロ加工メッシュが配置される領域の少なくとも幾つかの領域において、基板を貫通する複数の通気孔を作る工程が含まれる、請求項２に記載のプロセス。
【請求項４】
複数のデバイスの分離は、複数のマイクロ加工メッシュの解放とほぼ同時に行われる、請求項３に記載のプロセス。
【請求項５】
キャリアウェハを取り除く工程をさらに含む、請求項４に記載のプロセス。
【請求項６】
複数のデバイスの分離は、複数の通気孔の作製とほぼ同時に行われる、請求項３に記載のプロセス。
【請求項７】
キャリアウェハを取り除く工程をさらに含む、請求項６に記載のプロセス。
【請求項８】
複数の通気孔を作る工程は、複数のマイクロ加工メッシュの解放後に行われる、請求項３に記載のプロセス。
【請求項９】
複数の通気孔を作る工程は、複数のマイクロ加工メッシュの解放と同時に行われる、請求項３に記載のプロセス。
【請求項１０】
複数の通気孔を作る工程は、複数のマイクロ加工メッシュをエッチマスクとして用いる、請求項３に記載のプロセス。
【請求項１１】
複数のデバイスの作製を完了することには、複数のマイクロ加工メッシュの幾つかの少なくとも一部分をエッチマスクとして用いて、基板に複数のパイロット穴を形成する工程が含まれており、
複数のマイクロ加工メッシュを解放することには、複数のマイクロ加工メッシュ付近の基板の一部分を取り除く工程と、複数のパイロット穴を大きくすることで、複数のマイクロ加工メッシュの解放とほぼ同時に複数の通気孔を作る工程とが含まれている、請求項２に記載のプロセス。
【請求項１２】
複数のパイロット穴の形成には異方性エッチングが用いられて、複数のマイクロ加工メッシュの解放及び複数の通気孔の作製には等方性エッチングが用いられる、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
基板の後側に第１キャリアウェハを取り付ける工程と、
複数のマイクロ加工メッシュを形成及び解放する工程と、
基板の上側に第２キャリアウェハを取り付けて、基板の後側から第１キャリアウェハを取り除く工程と、
基板の後側より複数の通気孔を作る工程と、
複数のデバイスを個々に分離する工程と、
を含む改善がなされた、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１４】
複数のデバイスの分離は、複数のマイクロ加工メッシュの形成とほぼ同時に行われる、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項１５】
複数のデバイスを分離する工程の後に第２キャリアウェハを取り除く工程をさらに含む、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項１６】
複数のデバイスを分離する工程は、基板をダイシングする工程を含む、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項１７】
基板をダイシングする工程の後に第２キャリアウェハを取り除く工程をさらに含む、請求項１６に記載のプロセス。
【請求項１８】
基板の後側に第１キャリアウェハを取り付ける工程と、
複数のマイクロ加工メッシュを形成する工程と、
基板の上側に第２キャリアウェハを取り付けて、基板の後側から第１キャリアウェハを取り除く工程と、
基板の後側より複数の通気孔を作る工程と、
基板の後側に第３キャリアウェハを取り付けて、基板の上側から第２キャリアウェハを取り除く工程と、
複数のマイクロ加工メッシュを解放する工程と、
複数のデバイスを個々に分離する工程と、
を含む改善がなされた、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１９】
基板の後側に第１キャリアウェハを取り付ける工程と、
レジストにパターンを形成して複数のマイクロ加工メッシュを規定する工程と、
基板の上側に第２キャリアウェハを取り付けて、基板の後側から第１キャリアウェハを取り除く工程と、
基板の後側より複数の通気孔を作る工程と、
基板の後側に第３キャリアウェハを取り付けて、基板の上側から第２キャリアウェハを取り除く工程と、
複数のマイクロ加工メッシュを形成及び解放する工程と、
複数のデバイスを個々に分離する工程と、
を含む改善がなされた、請求項１に記載のプロセス。
【請求項２０】
複数のデバイスを分離する工程は、複数のマイクロ加工メッシュの解放とほぼ同時に行われる、請求項１８又は１９に記載のプロセス。
【請求項２１】
複数のデバイスを分離する工程の後に第２キャリアウェハを取り除く工程をさらに含む 、請求項２０に記載のプロセス。
【請求項２２】
複数のデバイスを分離する工程は、基板をダイシングする工程を含む、請求項１８又は１９に記載のプロセス。
【請求項２３】
基板をダイシングする工程の後に第３キャリアウェハを取り除く工程をさらに含む、請求項２２に記載のプロセス。
【請求項２４】
基板の後側にキャリアウェハを取り付けて、基板の上側よりプロセスステップを行うことを可能にすること、
基板の上側にキャリアウェハを取り付けて、基板の後側からキャリアウェハを取り除いて、基板の後側よりプロセスステップを行うことを可能にすること、
とを含む改善がさらになされた、請求項１に記載のプロセス。
【請求項２５】
基板の上側から幾つかのプロセスステップが行われ、
基板の上側にキャリアウェハを取り付けること、
基板の厚さを減らすこと、
基板の後側よりプロセスステップを行うこと、
とを含む改善がさらになされた、請求項１に記載のプロセス。
【請求項２６】
さらに、基板の後側にキャリアウェハを取り付けて、基板の上側からキャリアウェハを取り除いて、基板の上側よりプロセスステップを行う工程を含む、請求項２５に記載のプロセス。
【請求項２７】
複数のデバイスを個々に分離する工程をさらに含む、請求項２６に記載のプロセス。
【請求項２８】
基板の後側よりプロセスステップを行う工程は、複数の通気孔を形成する工程を含む、請求項２６に記載のプロセス。
【請求項２９】
基板の上側よりプロセスステップを行う工程は、複数のマイクロ加工メッシュを形成及び解放する工程を含む、請求項２６に記載のプロセス。
【請求項３０】
複数のデバイスを個々に分離する工程をさらに含む、請求項２９に記載のプロセス。
【請求項３１】
ＭＥＭＳデバイスを作製するプロセスにおいて、
少なくとも幾つかのデバイスはマイクロ加工メッシュを有しているような複数のデバイスを支持する基板の厚さを減らすこと、
基板の第１側に取り付けられたキャリアウェハを、少なくとも幾つかのプロセスステップが基板の第２側より行われている間に利用すること、
基板の第２側に取り付けられたキャリアウェハを、少なくとも幾つかのプロセスステップが基板の第１側より行われている間に利用すること、
それら複数のマイクロ加工メッシュは、基板の第２側又は第１側の何れかから実行されたプロセスステップの１つの結果として解放されること、
とを含む改善がなされたプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総じて、マイクロ−エレクトロ−メカニカル−システム(ＭＥＭＳ)デバイスに関しており、より詳細には、超薄の(ultrathin)デバイスを作製するプロセス技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミクロンで測られる可動部を形成できることで、非常に多くの用途が開発された。通常、このような可動部は、ビーム又はメッシュの形態を有しており、例えば、可変コンデンサ、スイッチ又はその他のコンポーネントを構成する。最近、マイクロ加工メッシュを密閉することが可能になって、マイクロホン及びマイクロスピーカの製造がもたらされた。例えば、２００１年３月２２日に発行された国際公開公報第ＷＯ/０１/２０９４８/Ａ２、表題"MEMS Digital-to-Acoustic Transducer With Error Cancellation"を参照のこと。この公報は、引用をもって本明細書の一部とされる。
【０００３】
密閉されたメッシュは、可変コンデンサの可動板として機能でき、それ故に、マイクロスピーカ又はマイクロホンとして動作できる。密閉メッシュがマイクロスピーカ又はマイクロホンとして動作するためには、デバイスは、その大きな対応物が空気を押して音波を生成するように、空気を押して音波を生成できる必要がある。例えば、典型的なスピーカの筐体後部にはポートがあるので、スピーカが自由に動くことが可能になっている。マイクロスピーカ又はマイクロホンの場合、密閉メッシュの下のチャンバーに、外気に通じる通気孔(vent)又はその他の開口がないならば、チャンバー内の空気を圧縮できないことから、密閉メッシュの内側への移動は抑制される。一方で、メッシュの外側への移動は、真空が生じることで抑制される。従って、チャンバーに通気孔を形成することが必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在、このような通気孔は、後側から基板に孔を開けることで形成される。それには、基板の後側にパターンを形成し、その後、チャンバーに達するように基板全体に渡ってエッチングをすることが必要となる。密閉メッシュ下のチャンバーに達するためには、基板が数百ミクロンほどエッチングされる必要があるが、この技術で通気孔を形成すると、速度が遅く、通気孔の直径はその深さに比較して小さくなる。さらに、目印がない基板の後側から作業をしなければならないという位置合わせの問題がある。チャンバーに達するためには数百ミクロンがエッチングされる必要があるが、チャンバーは数十ミクロンの大きさである。
【０００５】
２００３年１月２３日に出願された米国特許出願第１０/３４９,６１８号、表題"Process for Forming and Acoustically Connecting Structures on a Substrate"は、基板が、メッシュの領域でエッチングされるプロセスを開示している。それは、従来技術の改善をもたらすが、スピーカ又はマイクロホンとして機能する密閉メッシュのチャンバーに通気孔を形成するプロセスを、容易で、反復可能で、速くする要求が今でも存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ＭＥＭＳ薄膜(密閉されたマイクロ加工メッシュ)を含む複数のデバイスを作製するＣＭＯＳプロセスに関しており、このプロセスは、それら複数のデバイスを支える基板の上部より行われる幾つかのプロセスステップから開始する。キャリアウェハが基板の上側に取り付けられる。基板の厚さは、任意の公知技術を用いて減らされる。作製プロセスは、種々のプロセスステップを基板の後側から行って続けられる。
【０００７】
また、本発明は、ＭＥＭＳ薄膜を含む複数のデバイスを作製するＣＭＯＳプロセスに関しており、このプロセスは、それら複数のデバイスを支える基板の上側にキャリアウェハを取り付けることから開始する。基板の厚さは減らされる。その後、プロセスステップは基板の後側から行われる。キャリアウェハは、基板の後側に取り付けられて、基板の上側のキャリアウェハは除去される。その後、プロセスステップは、基板の上側から行われる。
【０００８】
本発明は、基板の厚さを低減してＭＥＭＳデバイスを作製するプロセスを含む。キャリアウェハは、ＭＥＭＳデバイスを作製するプロセスの少なくとも一部の間、基板の上側及び後側の少なくとも一方に取り付けられる。キャリアウェハの使用には、キャリアウェハを基板の上側に取り付けて、少なくとも幾つかのプロセスステップが基板の後側から行われるのを可能にすること、及び/又は、キャリアウェハを基板の後側に取り付けて、少なくとも幾つかのプロセスステップが基板の上側から行われるのを可能にすることが含まれる。
【０００９】
開示する様々な実施例が示すように、薄くなったウェハをサポートするキャリアウェハを用いることで、キャリアウェハが存在する側の反対側からプロセスステップを実行可能となる。様々な実施例が示すように、キャリアウェハを保持する側は、プロセスを通じて変化してよい。それらの利点、利益及びその他は、以下に示される説明から明らかになるであろう。
【００１０】
本発明を容易に理解し容易に実施するために、限定ではなく説明を目的として、添付の図面と共に本発明が記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の第１実施例は、図１乃至９を用いて説明される。図１では、ウェハ(10)(図１にはその一部を示す)は、ＣＭＯＳファウンドリ(foundry)から受け取られる。当該技術分野で通常の知識を有する者は、ウェハが複数のデバイスを支持することを理解するだろう。それらのデバイスの１つが、図１に示されている。シリコン基板(12)は、ＣＭＯＳファウンドリで処理されて、例えば、誘電体と金属が交互に積層するように交代層(alternating layers)が形成されている。図１に示すように、ウェハ(10)には、第１金属層(16)を支える第１誘電体層(14)がある。第１金属層(16)には、その一部がマイクロ加工メッシュ(18)を構成するようにパターンが形成されている。第２誘電体層(20)が第１金属層(16)上に形成されている。第２誘電体層(20)は第２金属層(22)を支持しており、該第２金属層(22)には、パターンが形成されて、その中に開口(24)が開けられている。第２金属層(22)は、第３誘電体層(26)を支持する。第３誘電体層(26)は第３金属層(28)を支持し、該第３金属層(28)には、パターンが形成されて、その中に開口(30)が開けられている。最上の誘電体層(32)は、第３金属層(28)の上に形成されている。
【００１２】
本発明は、これらの図に示された金属層の配置及び構成に限定されることはない。例えば、図１に示すパターンが、金属層２、金属層３及び金属層４に施されてよく、第１金属層、第２金属層及び第３金属層に関する本明細書での説明が、金属層１、金属層２及び金属層３に夫々当てはまらないようにされてもよい。加えて、金属層の構成は、図示した構成である必要はなく、むしろ、作製されるデバイスに応じて変化してよい。
【００１３】
先に述べたように、ウェハ(10)は、例えば、ＣＭＯＳファウンドリから図１に示すように受け取られる。その後、ウェハ(10)に、後処理製造ステップ(post-processing fablication steps)が施される。後処理製造ステップは、ウェハ(10)が製造されたＣＭＯＳファウンドリとは異なる施設で行われるであろうが、このことは本発明に要求されることではない。
【００１４】
図２を見ると、ＣＭＰプロセス、後側の研磨、反応性イオンエッチング(ＲＩＥ)、ドライな反応性イオンエッチング(ＤＲＩＥ)、又はその他の処理が、ウェハ(10)の後側に施されて、ウェハ(10)は、５０〜１００μｍに薄くされる。ウェハを薄くするために選択されたプロセスに応じて、ウェハの上側を保護するステップを必要する場合がある。
【００１５】
図３を見ると、接着層(34)が用いられて、基板(14)の後側に第１キャリアウェハ(36)が取り付けられる。開口(図示せず)が、キャリアウェハ(36)及び/又は接着層(34)に設けられて、基板(12)の冷却がなされる。加えて、当該技術分野における通常の知識を有する者は、除かれる基板(14)の量と、行われるプロセスとに応じて、ウェハ(10)の上側に一時的にキャリアウェハ(図示せず)を取り付けて、薄化プロセスを補助する必要があるかも知れないことを理解するであろう。このような一時的な補助が必要とされる場合には、それは、図３に示すように第１キャリアウェハ(36)が取り付けられた後に取り除かれる。
【００１６】
図４は、(適当な任意のプロセスを用いて)レジスト層(38)が上側に形成されて、メッシュ(18)の領域に開口(40)を設けるためのパターンが(適当な任意のプロセスを用いて)形成された後における図３の基板(12)を示している。図５では、図４の基板(12)に、誘電体層(32)(26)(20)(14)を貫いて異方性エッチングが施されて、メッシュが形成される模様が示されている。パターンが形成されたレジスト(38)と第１金属層(16)とが、第１誘電体層(14)にパターンを形成するのに用いられる。最上誘電体層(32)を保護する必要がない場合には、レジスト層(38)が必要とされないことがある。
【００１７】
図６は、レジスト層(42)を用いて上側にパターンが形成された後の図５の基板を示しており、メッシュ(18)の幾つかの部分は、基板(12)にパイロット穴を形成するためのエッチマスクとして機能する。図７は、図６の基板(12)にＤＲＩＥ異方性エッチングが施されて、シリコン基板(12)を通って延びて、接着層(34)に至るパイロット穴(44)が形成される模様を示す。
【００１８】
図８は、等方性エッチングが基板(12)に施されて、メッシュ(18)の下から基板材料が除去されることで、基板(12)からメッシュ(18)が解放される模様を示している。犠牲層(図示せず)を除去するようなその他の手法でも、メッシュを解放できる。メッシュ(18)が解放されるにつれて、パイロット穴(44)は広がって、通気孔(46)が形成される。通気孔(46)は、パイロット穴(44)を拡大することで形成されて、パイロット穴(44)は、メッシュ(18)の一部をエッチマスクとして用いて形成されるので、通気孔(46)は、解放されたメッシュ(18)の下にて真っ直ぐに形成される。
【００１９】
図９はウェハ(10)のより大きな部分を示しており、基板(12)が支持する隣接した２つのデバイスが示されている。図９は、エッチングによって、複数のデバイスが個々に分離される模様を示す。このエッチングは、別個のステップとして、或いは、図８に示すようにメッシュ(18)を解放する、及び/又は通気孔(46)を形成するステップと併せて行ってもよい。図９では、隣接するデバイスが、それらの間に約１０μｍの隙間があるように並べられている。但し、隙間は、設計により変更できて、数ミクロンから数百ミクロンまであり得る。メッシュ(18)が解放されて、通気孔(46)が形成されている間に、隣接するデバイスが個々に分離されるように、レジスト層(38)にパターンが形成される。また、この分離プロセスは、適当なレジスト層が形成されて、それにパターンが形成されるならば、別個に行われてもよい。しかしながら、メッシュ(18)の解放と通気孔(46)の形成は、ウェハを貫通するエッチングプロセスであるので、デバイスを別々のチップに分離することを同時に行ってよい。その後、接着層は、熱、ＵＶ光又はその他の手段で非接着化されて、各デバイス(チップ)を個別に取り上げて、外装を施すことが可能となる。
【００２０】
図１０は、当該技術分野で知られているように、ダイシングソーを用いてウェハ(10)が分割される模様を示している。ダイシングソーは、約６５μｍ切断して、隣接するデバイスは、恐らく、それらの間が１００〜２００μｍの間隔になるように並べられる。このような間隔を設けることで、厚さが異なるダイシンソーが使用できる一方で、デバイスが損傷しないことが保証される。ダイシングソーを用いてダイシングをした後、接着層が非接着化されて、個々のチップが残される。これらチップは取り上げられて、外装を施される。
【００２１】
図１１乃至１８は、本発明の別の実施例を示している。図１１乃至１８の実施例は第１実施例と似ているが、プロセスにおいてウェハ(10)を薄化する工程が行われる時点が異なる。図１１乃至１８のプロセスは、図１に示すタイプのウェハ(10)を用いて開始される。図１１は、上側にレジスト(50)でパターンが形成された後の図１のウェハ(10)を示す。
【００２２】
図１２を見ると、誘電体層(32)(26)(20)(14)を貫通する異方性エッチングが施されている図１１の基板(12)が示されている。パターンが形成されたレジスト(50)と第１金属層(16)とは、第１誘電体層(14)にパターンを形成し、そしてメッシュ(18)を形成するのに用いられる。最上誘電体層(32)を保護する必要がない場合には、レジスト層(50)は不要だろう。図１３では、保護レジスト層(52)が、ウェハ(10)の上側に形成されている。
【００２３】
図１４では、ＣＭＰプロセス、後側の研磨、ＲＩＥ、ＤＲＩＥ、又はその他のプロセスが、ウェハ(10)の後側に施されて、ウェハ(10)は、５０〜１００μｍに薄くされる。図１５では、接着層(34)が用いられて、第１キャリアウェハ(36)が基板(14)の後側に取り付けられている。開口(図示せず)が、キャリアウェハ(36)及び/又は接着層(34)に設けられて、基板(12)の冷却がなされる。なお、当該技術分野における通常の知識を有する者は、除かれる基板(14)の量と、行われるプロセスとに応じて、ウェハ(10)の上側に一時的にキャリアウェハ(図示せず)を取り付けて、薄化プロセスを補助する必要があるかも知れないことを理解するであろう。このような一時的な補助が必要とされる場合、それは、図１５に示すように第１キャリアウェハ(36)が取り付けられた後に取り除かれる。
【００２４】
プロセスは、図１６乃至１８に示すように続く。図１６乃至１８は、図６乃至８と夫々同じものである。その後、図９又は図１０に示す何れかの方法が用いられて分離が行われてよい。
【００２５】
別の実施例が、図１乃至５及び図１９乃至２５に示されている。この実施例では、図１乃至５と共に説明されたプロセスが、上述のように実行される。しかしながら、図５に示すようにメッシュ(18)が形成されると、プロセスは図１９に示すように続けられる。図１９では、ウェハ(10)の上側にて、接着層(54)を用いて、ウェハ(10)は第２キャリアウェハ(56)と接合される。図５に示すレジスト(38)は、接合ステップの前に取り除かれてよく、又は取り除かれてなくともよい。その後、図２０に示すように、第１キャリアウェハ(36)は、層(34)を非接着化するに適した任意の方法を用いて、ウェハ(10)から分離される。
【００２６】
図２１を見ると、レジスト層(60)が形成されて、それにパターンが形成されて、通気孔作製用の開口が設けられている。当該技術分野で通常の知識を有する者は、目印がウェハ(10)の上側から後側に移転される必要があり、レジスト層(60)にパターンを形成するために必要なマスクの位置決め用の目印が与えられることに気付くであろう。このような目印の移転は当該技術分野で知られているので、本明細書では説明しない。レジスト層(60)にパターンが形成された後、図２２に示すように、ウェハ(10)にＲＩＥ又はＤＲＩＥが施されて、通気孔(46)が作られる。
【００２７】
図２３では、接着層(64)を用いて、ウェハ(10)が第３キャリアウェハ(66)と接合されている。レジストは、前のステップから、酸素プラズマクリーニング等の適当な任意の手段を用いて除去されてよい。第２キャリアウェハ(56)は、接着層(54)を非接着化することでウェハ(10)から分離されて、その結果、図２４の構造が得られる。設けられていた保護層は、何れも適切な方法で除去される。シリコン基板(12)に等方性エッチングが行われて、メッシュ(18)が基板から解放される。さらに、通気孔(46)は大きくなる。その後、図９又は１０の何れかに示すように、分離が行われる。
【００２８】
別の実施例が、図１乃至５及び図２６乃至３０と共に示されている。この実施例では、図１乃至５と共に先に説明されたプロセスが、上述のように行われる。しかしながら、この実施例では、例えば、シリコン基板(12)に等方性エッチングを施すことによって、図２６に示すようにメッシュ(18)が解放される。図２７に示すように、接着層(54)を用いて、ウェハ(10)の上側にて、ウェハ(10)は、第２キャリアウェハ(56)と接合される。
【００２９】
図２８を見ると、第１キャリアウェハ(36)は、接着層(34)を非接着化することによってウェハ(10)から分離される。図２９では、ウェハ(10)の後側にレジスト層(70)が形成され、その層にパターンが形成されて、通気孔の作製が可能となっている。図３０では、ＲＩＥ又はＤＲＩＥが施されて、通気孔(46)が作られる。レジスト(70)は、エッチングの最後にて取り除かれてよい。これはウェハを貫通するエッチングプロセスであるので、図９と共に先に説明したように、通気孔(46)が作られるのと同時に、チップの分離が完了してもよい。また、図１０と共に先に説明したように、ダイシングソーを用いて分離が行われてもよい。
【００３０】
別の実施例は、図１乃至４及び図３１乃至３８と共に示されている。この実施例では、図１乃至４と共に先に説明したプロセスが、上述のように実行される。ウェハ(10)が図４に示すように処理された後、ウェハ(10)は、レジスト層(54)を用いて第２キャリアウェハ(56)と接合される。第１キャリアウェハ(36)は接着層(34)を非接着化することで取り除かれて、その結果、図３１の構造が得られる。
【００３１】
図３２では、ウェハ(10)の後側にはレジスト層(72)が形成されて、本図に示すようにパターンが形成されている。図３３に示すように、ＲＩＥ又はＤＲＩＥが行われて、通気孔(46)が作られる。その後、ウェハの後側のレジスト(72)は、図３４に示すように除去される。
【００３２】
図３５を見ると、第３キャリアウェハ(66)が、接着層(64)を用いてウェハ(10)の後側に接合されている。図３６では、第２キャリアウェハ(56)が、接着層(54)を非接着化することでウェハ(10)より取り除かれている。図３７では、等方性エッチングは、誘電体層(32)(26)(20)(14)を貫通して行われ、メッシュ(18)が形成されている。図３８では、シリコン基板(12)に等方性エッチングが行われて、メッシュ(18)が解放されて、通気孔(46)が拡大されている。これはウェハを貫通するエッチングプロセスであるので、図９と共に先に説明したように、通気孔(46)が作られるのと同時に、チップの分離が完了してもよい。または、キャリアウェハがあるので、ウェハを貫通する任意のエッチングプロセスを利用して、デバイスが完全に作製される前に分離が完了してもよい。例えば、分離を、図３４に示す基板のエッチングと共に行うこともできる。さらには、ウェハ(10)は、図１０と共に先に説明したダイシングソーを用いてダイスカットされてもよい。
【００３３】
プロセスが完了すると、どの実施例でも、公知の堆積技術を用いてメッシュ(18)が密閉されて、スピーカ又はマイクロホンとして動作可能な膜が形成される。
【００３４】
図１及び図３９乃至４８は、本発明の別の実施例を示している。図３９は、レジスト層(76)が形成されて、それにパターンが形成された後の図１の基板を示す。読者は、後に説明するように、プロセスにおいて後にレジスト層及びパターンが形成されてよいこと、又は全く無くてよいことを理解するだろう。図４０は、キャリアウェハ(56)が接着層(54)を用いて基板に取り付けられた後の図３９の基板を示しており、オプションの緩衝材料を含んでいてもよい。キャリアウェハ(56)は、先に第２キャリアウェハとして特定されたものであるが、この実施例では、それは、基板に接合された第１キャリアウェハとなっている。
【００３５】
図４１は、先に説明された方法を含む公知の任意の方法を用いて、基板が薄くされた(厚さが減らされた)後の図４０の基板を示している。図４２は、レジスト層(82)が形成されて、それにパターンが形成された後の図４１の基板を示している。その後、図４３に示すように、基板に異方性エッチングプロセスが施されて、通気孔(46)が作られる。その後、図４４に示すように、レジスト(82)が除去される。
【００３６】
図４５は、接着層(34)を用いて、基板にキャリアウェハ(36)を取り付ける模様を示す。この実施例では、キャリアウェハ(36)は、第２キャリアウェハとして基板に取り付けられる。キャリアウェハ(56)及び接着層(54)は、その後、図４６に示すように取り除かれる。レジスト層(76)がその前に形成されていない場合、それは、この際に形成されて、さらにパターンが形成されてよい。最上の誘電体層(32)を保護する必要がない場合、レジスト層(76)は無くてもよい。
【００３７】
図４７は、誘電体層(32)(26)(20)(14)を貫通する異方性エッチングが基板(12)に施されて、メッシュ(18)が形成される模様を示している。図４８は、図４７の基板に等方性エッチングが施されて、メッシュ(18)の下から基板の材料を除去することによって、基板(12)からメッシュ(18)が解放される模様を示している。例えば犠牲層(図示せず)のようなその他の方法を用いて、メッシュ(18)を解放してもよい。メッシュ(18)が解放されると、メッシュ(18)を密閉して膜を形成する前又は後にて、基板に置かれている複数のデバイスは個々に分離されてよい。
【００３８】
図１及び図４９乃至５８は、本発明の別の実施例を示している。図４９は、レジスト層(76)が形成されて、それにパターンが形成された後の図１の基板を示す。読者は、先に説明したように、プロセスにおいて後にレジスト層(76)及びパターンが形成されてよいこと、又は全く無くてよいことを理解するだろう。
【００３９】
図５０は、誘電体層(32)(26)(20)(14)を貫通する異方性エッチングが基板(12)に施されて、メッシュ(18)が形成される模様を示している。図５１は、キャリアウェハ(56)が接着層(54)を用いて基板に取り付けられた模様を示している。なお、オプションとして緩衝材料が含まれてもよい。その後、図５２に示すように、先に説明した方法を含む公知の任意の方法を用いて、基板が薄くされる(厚さが減らされる)。図５３は、後側にレジスト層(82)が形成されて、それにパターンが形成された後の図５２の基板を示している。その後、図５４に示すように、基板に異方性エッチングが施されて、通気孔(46)が作られる。その後、図５５に示すように、レジスト(82)は除去される。
【００４０】
図５６は、接着層(34)を用いて、キャリアウェハ(36)が基板の後側に取り付けられた後の図５５の基板を示している。その後、キャリアウェハ(56)は、図５７に示すように接着層(54)と共に取り除かれる。レジスト層(76)がその前に形成されていない場合には、それは、この際に形成されて、さらにパターンが形成されてよい。最上の誘電体層(32)を保護する必要がない場合、レジスト層(76)は無くともよい。
【００４１】
図５８は、図５７の基板に等方性エッチングが施されて、メッシュ(18)の下から基板の材料を除去することによって、基板(12)からメッシュ(18)が解放される模様を示している。例えば犠牲層(図示せず)のようなその他の方法を用いて、メッシュ(18)を解放してもよい。メッシュ(18)が解放されると、メッシュ(18)を密閉して膜を形成する前又は後にて、基板に置かれている複数のデバイスは、個々に分離されてよい。
【００４２】
この明細書は、ＣＭＯＳ ＭＥＭＳベースのマイクロホン又はマイクロスピーカ用の各チップに音響キャビティを設ける必要がない一方で、通気孔を作る簡易なプロセスについて説明するものである。開示された実施例の幾つかは、もっぱらウェハの上側から行われるので、後側にて、メッシュに対して通気孔を位置決めする必要がなくなる。ウェハに渡って厚さを十分に一様に制御できる一般的なプロセスを用いて、ウェハの厚さをある厚さに減らすことで、通気孔の長さを正確に定められる。それ故に、通気孔のエッチング時間が、正確に定められ、最適化される。さらに、深くて狭い通気孔をエッチングする特別で高コストな技術の代わりに、一般的なＲＩＥ技術を通気孔をエッチングで作ることに利用できる。これにより、ＣＭＯＳ後の製造物を、一般的なＣＭＯＳファウンドリに送ることができる。ポストＣＭＯＳプロセスにチップのダイシングを組み入れることで、ダイシングと分離プロセスに関する製造コストが減らされる。ポストＣＭＯＳプロセスにチップのダイシングを組み入れることで、従来のダイシングソーでダイシングする場合のように、チップサイズを特別にする必要はないだろう。
【００４３】
好ましい実施例について本発明を説明したが、当該技術分野で通常の知識を有するものは、多くの変更及び変形が可能であることを理解するだろう。本発明は、添付の特許請求の範囲にのみ制限されて、好ましい実施例を示すことを意図した先の記載には制限されない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、デバイスを構成するようにパターンが形成された複数の金属層がある基板を示す。
【図２】図２は、基板の厚さが減らされた後の図１の基板を示す。
【図３】図３は、基板の後側にキャリアウェハが取り付けられた後の図２の基板を示す。
【図４】図４は、上側にレジストを用いてパターンが形成された後の図３の基板を示す。
【図５】図５は、異方性エッチングの結果、メッシュが作製される模様を示す。
【図６】図６は、上側にレジストを用いてパターンが形成された後の図５の基板を示す。
【図７】図７は、メッシュの一部をエッチマスクとして用いて、パイロット穴を形成する模様を示す。
【図８】図８は、メッシュが解放され、パイロット穴が広がって通気孔が形成された後の図７の基板を示す。
【図９】図９は、別個の工程として、又はウェハを貫通する通気孔エッチングプロセスと同時に、エッチングを用いて複数のデバイスが個々に分離される模様を示す。
【図１０】図１０は、一般的なダイシングを用いて、複数のデバイスが個々に分離される模様を示す。
【図１１】図１１は、上側にレジストを用いてパターンが形成された後の図１の基板を示す。
【図１２】図１２は、異方性エッチングの結果、メッシュが作製される模様を示す。
【図１３】図１３は、上側が保護層で覆われた後の図１２の基板を示す。
【図１４】図１４は、基板の厚さが減らされた後の図１３の基板を示す。
【図１５】図１５は、キャリアウェハが基板の後側に取り付けられて、保護層が基板の上側から除去された後の図１４の基板を示す。
【図１６】図１６は、レジスト層が堆積され、パターンが形成されて、基板にパイロット穴を形成するためのエッチマスクとして、メッシュの幾つかの部分が働くようにされた後の図１５の基板を示す。
【図１７】図１７は、異方性エッチングの結果、パイロット穴が形成された後の図１６の基板を示す。
【図１８】図１８は、メッシュが解放され、パイロット穴が広がって通気孔が形成された後の図１７の基板を示す。
【図１９】図１９は、第２キャリアウェハが基板の上側に取り付けられた後の図５の基板を示す。保護材料がキャリアウェハと基板の間の隙間を埋めてよい。
【図２０】図２０は、第１キャリアウェハが基板の後側から除かれた後の図１９の基板を示す。
【図２１】図２１は、レジスト層が堆積され、基板の後側にパターンが形成された後の図２０の基板を示す。
【図２２】図２２は、通気孔が形成された後の図２１の基板を示す。
【図２３】図２３は、基板の後側に第３キャリアウェハが取り付けられた後の図２２の基板を示す。
【図２４】図２４は、第２キャリアウェハが基板の上側から除かれた後の図２３の基板を示す。保護層も取り除かれている。
【図２５】図２５は、メッシュが解放された後の図２４の基板を示す。
【図２６】図２６は、等方性エッチングが行われてメッシュが解放された後の図５の基板を示す。
【図２７】図２７は、第２キャリアウェハが基板の上側に取り付けられた後の図２６の基板を示す。
【図２８】図２８は、第１キャリアウェハが基板の後側から除かれた後の図２７の基板を示す。
【図２９】図２９は、レジスト層にパターンが形成された後の図２８の基板を示す。
【図３０】図３０は、エッチングが施されて通気孔が形成された後の図２９の基板を示す。
【図３１】図３１は、第２キャリアウェハが基板の上側に取り付けられて、第１キャリアウェハが基板の後側から取り除かれた後の図４の基板を示す。保護層がキャリアウェハと基板の間の隙間を満たしてよい。
【図３２】図３２は、基板の後側にてレジスト層にパターンが形成された後の図３１の基板である。
【図３３】図３３は、通気孔が形成された後の図３２の基板を示す。
【図３４】図３４は、残っていたレジストが除去された図３３の基板を示す。
【図３５】図３５は、第３キャリアウェハが基板の後側に取り付けられた後の図３４の基板を示す。
【図３６】図３６は、基板の上側から第２キャリアウェハが取り除かれた後の図３５の基板を示す。
【図３７】図３７は、異方性エッチングの結果、メッシュが形成される模様を示す。
【図３８】図３８は、メッシュが解放された後の図３７の基板を示す。
【図３９】図３９は、レジスト層が形成されて、パターンが形成された後の図１の基板を示す。
【図４０】図４０は、キャリアウェハが基板の上側に取り付けられた後の図３９の基板を示す。
【図４１】図４１は、基板が薄くされた後の図４０の基板を示す。
【図４２】図４２は、基板の後側にレジスト層が形成されて、パターンが形成された後の図４１の基板を示す。
【図４３】図４３は、通気孔が形成された後の図４２の基板を示す。
【図４４】図４４は、レジストが除去された後の図４３の基板を示す。
【図４５】図４５は、キャリアウェハが基板の後側に取り付けられた後の図４４の基板を示す。
【図４６】図４６は、基板の上側のキャリアウェハが取り除かれた後の図４５の基板を示す。
【図４７】図４７は、異方性エッチングの結果、メッシュが作製される模様を示す。
【図４８】図４８は、メッシュが解放された後の図４７の基板を示す。
【図４９】図４９は、レジスト層が形成されて、パターンが形成された後の図１の基板を示す。
【図５０】図５０は、異方性エッチングの結果、図４９の基板にメッシュが作製される模様を示す。
【図５１】図５１は、基板とキャリアウェハの間に入れられた緩衝材料の有無に拘わらずに、接着層を使用して、図５０の基板の上側にキャリアウェハを取り付ける模様を示す。
【図５２】図５２は、基板の厚さが減らされた後の図５１の基板を示す。
【図５３】図５３は、基板の後側にレジスト層が形成されて、パターンが形成された後の図５２の基板を示す。
【図５４】図５４は、通気孔が形成された後の図５３の基板を示す。
【図５５】図５５は、レジストが除去された後の図５４の基板を示す。
【図５６】図５６は、キャリアウェハが基板の後側に取り付けられた後の図５５の基板を示す。
【図５７】図５７は、基板の上側のキャリアウェハが取り除かれた後の図５６の基板を示す。
【図５８】図５８は、メッシュが解放された後の図５７の基板を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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