JPH0864558A - マイクロ電子機械式デバイスを製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】デバイスの状態でなく、ウェーハの状態ですべ
ての製造工程およびテスト工程を実行できるようにす
る。 【構成】ダイシングテープ２２上のソーフレーム２４内
にウェーハ２０を取り付け、デバイス製造完了前に一般
にソーイングにより個々のデバイスを分離する。これら
デバイスは他の製造工程中にダイシングテープ上に残さ
れる。ある製造工程ではダイシングテープの接着剤を保
護カバーで被覆する必要がある。保護オーバーコートの
塗布および機能テストを含むすべての製造工程を完了し
た後、ダイシングテープからデバイスを除き、パッケー
ジする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、集積回路処理技術の分
野に関し、より詳細には変形自在なマイクロミラーデバ
イスを含むマイクロ電子機械デバイスの製造法に関す
る。

【０００２】

【従来技術】集積回路（ＩＣ）の処理をコスト的に有利
にするため、一般に個々の回路またはデバイスは、一つ
の基板上で同時に多数のデバイスを製造するよう、半導
体ウェーハを使用して多量生産されている。集積回路の
代表的なプロセスフローでは、デバイスを製造し、次に
デバイスをテストし、デバイスを分離し、デバイスをパ
ッケージする工程が続く。デバイスをウェーハから分離
する際、ウェーハの粒子および粉から成るダイシング
（ｄｉｃｉｎｇ）の切くずが生じる。このダイシングの
切くずはデバイスをパッケージにボンディングする前に
ＩＣの表面から洗い流される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】マイクロ電子機械シス
テム（ＭＥＭＳ）またはマイクロ機械デバイスは、デバ
イスの分離および洗浄のような標準的なＩＣ製造工程の
うちのいくつかを受けて、これに耐えるには、過度に脆
弱である構造を有していることが多い。いくつかのＭＥ
ＭＳ、例えばデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭ
Ｄ）およびいくつかの加速度計の脆弱な性質により、完
成したデバイスが破壊されないようにするため、標準的
なＩＣプロセスの工程を再整理しなければならない。Ｄ
ＭＤはテキサスインスツルメント社に譲渡された、「空
間光変調器および方法」を発明の名称とする米国特許第
５，０６１，０４９号に記載されている。加速度計は、
テキサスインスツルメント社に譲渡された、「デジタル
加速度計」を発明の名称とする米国特許特許出願第０７
／８８３，６１６号に記載されている。上記特許に記載
されているように、これらＭＥＭＳは、シリコン基板の
表面上に形成された電極の上方の空気ギャップ上に懸架
された、極小構造体を有する。これら構造体を形成し、
空気ギャップから犠牲的材料をエッチングにより除去す
ると、これらデバイスは極めて脆弱なものとなる。これ
らデバイスはミラーが破壊する恐れなく、ウェーハ清浄
化工程中に生じるような液体に触れることはできない。
従って、これらデバイスは下方のミラーから犠牲的材料
をエッチングする前に、デバイスをカットし、ダイシン
グの切くずを洗浄で除去しなければならない。

【０００４】デバイスを完成する前にウェーハを分離す
ると、残りのデバイス製造工程、例えばパッシベーショ
ンおよびデバイステスト中に広範なデバイスを取り扱う
ことになる。デバイスの状態と異なり、ウェーハの状態
で、これらプロセスを実行すると、必要な取り扱いが大
幅に減少する。その理由は、処理装置を多数のデバイス
の代わりに一つのウェーハを移動し、アライメントする
だけでよいからである。ダイのテスト（ｄｉｅ ｔｅｓ
ｔｉｎｇ）には精密にアライメントすることが極めて重
要である。

【０００５】本発明は、ウェーハ処理技術を使用して全
デバイス製造およびテストプロセスを完了できる方法を
開示するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】マイクロ電子機械式デバ
イスまたは集積回路デバイスを製造する方法において、
ソーフレーム（ｓａｗ ｆｒａｍｅ）内のダイシングテ
ープ上に部分的に完成したデバイスのウェーハを取り付
ける。ウェーハをソーイングするか、またはその他ウェ
ーハ分離技術のいずれかにより、デバイスを分離する。
ダイシングテープからデバイスを除く前に、デバイスの
製造を完成する。ある用途ではダイシングテープの露出
した接着剤を保護カバーでカバーすると有利な場合があ
る。この方法の利点は、効率的な業界標準のウェーハ取
り扱い技術を用いて、デバイスを完全に処理できること
である。

【０００７】

【実施例】ここに開示した方法および保護カバーは、従
来のウェーハ製造プロセスフローを使用することを回避
した、ウェーハの状態で、特に脆弱な構造を有するマイ
クロ電子機械式デバイスとして製造されるデバイスの製
造に適用できる。図解のため、デジタルマイクロミラー
デバイスおよび加速度計の製造を参照した例により本発
明について説明する。特定の実施例は、本発明の可能な
構成例を説明するためのものにすぎず、ＤＭＤまたは加
速度計の製造のみに本発明を限定するものではない。こ
こに開示した方法は、いかなるタイプの集積回路または
マイクロ電子機械式デバイスにも使用できる。

【０００８】図１Ａから図１Ｃに代表的なＤＭＤデバイ
ス構造を示す。本開示に含まれる図面のすべてについ
て、図示されている素子は一定の比率とはなっていな
い。ほとんどの場合、ウェーハおよびデバイス層の厚み
は図示のため大幅に誇張してある。ＤＭＤは一般に素子
５０のアレイから成る。各ＤＭＤ素子５０は一般にシリ
コン基板５６上の２つのトーションヒンジ（ｔｏｒｓｉ
ｏｎ ｈｉｎｇｅ）５４により懸架された金属ビーム５
２から成る。シリコン基板５６上に絶縁酸化層５８を成
長し、酸化層５８上にアドレス指定電極６０、６２、６
４およびランディング電極６６、６８を堆積する。犠牲
的層と称されることがあるプレーナー化（平坦化）スペ
ーサー層６８を基板に形成し、このスペーサー層６８上
にビーム金属層７２が続くヒンジ金属層７０を堆積す
る。各素子５０のビーム５２およびヒンジ５４を構成す
るように、金属層をエッチングする

【０００９】ＤＭＤ製造のための代表的プロセスフロー
では、ミラーをアンダーカットする前に、ウェーハ上の
デバイスの列の間を通常ソーイングすることによりデバ
イスを分離しなければならない。デバイスを分離した後
にビーム５２およびヒンジ５４の下方のスペーサー層６
８をエッチングで除去し、図１Ｃに示すようにヒンジ上
でビームがツイストできるようにする。このアンダーカ
ット作業は、通常プラズマリアクター内で行う。アクセ
ス孔７４およびギヤップ７６により、プラズマがビーム
５２およびヒンジ５４の下方のスペーサー材料６８をエ
ッチングで除くことが可能となっている。スペーサー層
６８をエッチングで除いた後に、デバイスはパッシベー
ションと称されるプロセスにより化学的な反応度が下げ
られる。

【００１０】ある加速度計を製造するのに、同様なプロ
セスフローが使用される。図２Ａ，図２Ｂはカンチレバ
ー加速度計７８のアレイを示す。各加速度計はビーム８
４に取り付けられたヒンジ８２により支持されたプルー
フマス８０と称される精密質量体を備える。各加速度計
の下方には接点８６があり、絶縁酸化層９０によりカバ
ーされたシリコン基板８８に堆積されたこの接点８６が
設けられている。プレーナー化スペーサー層９２はビー
ム８４と電極８６とを分離する。プルーフマス８０およ
びヒンジ８２の下方から、スペーサー層をエッチングで
除いた後に、十分強力な加速力によりプルーフマス８０
を偏向し、接点８６に接触させることができる。

【００１１】上記のようにスペーサー層６８または９２
がエッチングで除かれると、デバイスは極めて脆弱とな
り、破壊を起こすことなく、例えばウェーハ洗浄工程中
に液体に接触することができなくなる。完成したデバイ
スは洗浄不能であるので、これらデバイスはスペーサー
層からエッチングで除かれる前に、一般にソーイングに
より分離される。ソーイングにより分離された後、これ
らデバイスはアンダーカット、ダイテストおよび保護オ
ーバーコート工程中に別々に取り扱われる。

【００１２】本発明は製造プロセス中に一つのウェーハ
からのデバイスのすべてを、集中的に処理できるように
する。図３Ａ，図３Ｂに示した図示した発明の一実施例
によれば、一部が完成したマイクロ電子機械式デバイス
を含むシリコンウェーハ２０が、ソーフレーム２４に保
持されたダイシングテープ２２の接着側２１に取り付け
られる。図３Ｂはソーフレーム２４内のダイシングテー
プ２２上のウェーハ２０の断面図である。

【００１３】ウェーハ２０は一般にシリコンであるが、
それ以外の材料、例えば水晶またはヒ化ガリウムからも
製造できる。ソーイング作業中にウェーハが破壊されな
いようにするため、ソーフレーム内のウェーハに取り付
ける前にウェーハ２０の表面に一時的保護コーティング
を塗布できる。ソーフレームはデバイスをソーイングに
より分離できるよう、必要に応じて取り付けられる。ソ
ーはウェーハを完全に通ってダイシングテープ内に進入
するようカッティングを行う。しかしながら、ダイシン
グテープは完全にカットされるわけではない。例えば、
ダイシングテープの厚みが約０．１ｍｍ（４ミル）であ
る場合、そのうちの約０．０２５ｍｍ（１ミル）しかカ
ットされない。

【００１４】ウェーハをソーイングにより分離した後、
ソーイング作業の間発生した粒子を一般に洗浄によりウ
ェーハ、ダイシングテープおよびソーイングフレームか
ら除く。ウェーハに対して一時的な保護コーティングを
塗布すると、遠心分離機によりソーフレームを取り付
け、ウェーハに溶剤をスプレーし、保護コーティングを
除くことができる。図４Ａおよび図４Ｂはソーイングウ
ェーハ２６および遠心分離機２８に取り付けられたソー
フレーム２４を示す。図４Ａに示されたデバイスの寸法
および配置は図解のためのものにすぎない。明瞭にする
ため、図４Ｂには個々のデバイスが示されている。遠心
分離機内に取り付けられた状態で、ウェーハの表面に溶
剤がスプレーされて、保護コーティングを除く。遠心分
離機により溶剤および溶解したコーティングがウェーハ
からスピンオフされる。

【００１５】遠心分離機内で一時的な保護コーティング
を除く別の方法は、スプレー発生フード内にソーフレー
ムを取り付けることである。図５は、スプレー発生フー
ド３０内に取り付けられたソーフレーム２４およびウェ
ーハ２６を示す。スプレー発生フード内に位置した状態
で、ソーイング済みウェーハ２６の表面にスプレーノズ
ル３４から溶剤３２をスプレーする。フードの後方にあ
るベント３８を通って溶剤のガス３６が除かれる。溶剤
および粒子４０は、フードの底部に設けられたドレイン
４２を通ってフードから出る。

【００１６】ウェーハから保履コーティングを除いた後
は、ミラー又は加速度計支持ビームを残すように、スペ
ーサー層６８または９２の一部を除かなければならな
い。このアンダーカット作業は、一般にプラズマリアク
ター内で行われる。ダイシングテープ２２上の接着剤２
１上のプラズマへの接触を防止するため、ダイシングテ
ープ２２の露出した接着剤２１上に保護カバーを設置で
きる。図６Ａおよび６Ｂは、保護カバー４４がダイシン
グテープ２２の露出した接着剤２１上に設けられたソー
フレーム２４に取りつけられたソーイング済みウェーハ
２６を示す。簡単にするため、図６Ｂでは、個々のデバ
イスは示されていない。保護カバー４４は、プラズマリ
アクターへの暴露に耐えられるような材料から製造でき
る。例えば、このカバーはダイシングテープに取り付け
れたセラミックリングまたはドーナツ状にできる。別の
方法は、適当な形状にカットされ、保護カバー４４およ
びダイシングテープ２２として使用されるダイシングテ
ープの接着面を合わせるように取り付けた、ダイシング
テープの別の部分を使用することである。保護カバーは
石英または金属またはプラズマエッチング環境に耐える
ことができる他の材料でもよい。ソーイング済みウェー
ハおよび保護カバーが取り付けられた状態のソーフレー
ムはプラズマエッチングプロセスを用いて、ミラーまた
は加速度計ビームをアンダーカットしながら、ソーフレ
ームを保持するよう設計されたサセプタ（ｓｕｓｃｅｐ
ｔｏｒ）プレート上に設置できる。図７は、プラズマエ
ッチングプロセス中にソーフレーム２４を保持するよう
になっている凹状領域４８を備えたサセプタプレート４
６を示す。

【００１７】アンダーカッテイング作業の後は、デバイ
スをパッシベートし、ソーフレームに取り付けたまま電
気的かつ光学的にテストできる。ウェーハは本質的にま
だ無傷であるので、テストは大幅に簡略しなければなら
ないが、この理由は、個々のデバイス２４を互いに整合
しなければならないからである。従って、図８に示すよ
うに、マルチプローバーのプローブカード４９は、一旦
ソー済みウェーハに整合することにより、各デバイス２
７と正確に整合できるものでなければならない。ダイシ
ングテープ上でデバイスの運動があると、視覚的に補助
されたマルチプローバーを用いて、各デバイスを別々に
整合できる。

【００１８】デバイスをテストした後、ダイシングテー
プからデバイスを除き、デバイスをパッケージアセンブ
リプロセスのためのリードフレーム上に載せるよう、取
り上げ設置機械上にソーフレームおよびウェーハを取り
付けできる。本発明が教示する改善されたプロセスフロ
ーのうちのデバイス取り外しプロセスは、標準的なＩＣ
デバイス取り外しプロセスと同一にしなければならな
い。従ってデバイス取り外しおよびパッケージングアセ
ンブリプロセスには、変更は不要である。

【００１９】従ってこれまでデバイスの製造を完了する
前に、デバイスをウェーハから分離するマイクロ電子機
械式デバイスのための特定の実施例について説明した
が、かかる特定の参考例は下記の特許請求の範囲の記載
を除き、本発明の範囲を限定するものと考えてはならな
い。更に所定の特定実施例を参照して本発明について説
明したが、当業者には別の変形例を考えつくことがで
き、かかる変形例は添付した特許請求の能囲にカバーさ
れているものと考えるべきである。

【００２０】以上の説明に関し、下記の項を開示する。 （１）接着面を有するダイシングテープの一部を設け、
部分的に製造されたデバイスを含むウェーハを前記ダイ
シングテープの接着面に取り付け、前記ウェーハをサブ
分割し、前記部分的に製造されたデバイスを分離して前
記ダイシングテープ上に取り付けたままにし、前記分離
されたデバイスの製造を続け、前記ダイシングテープか
ら前記デバイスを除く諸工程を備えたマイクロ電子機械
式デバイスを製造する方法。 （２）前記ダイシングテープの接着面の露出部分に保護
カバーを載せる工程を更に備える第１項記載の方法。 （３）前記保護カバーはセラミック、金属、石英および
ダイシングテープから成る群から選択された第２項記載
の方法。 （４）前記再分割工程前に前記デバイスに一時的な保護
コーティングを塗布することを更に備える第１項記載の
方法。 （５）前記デバイスから前記一時的保護コーティングを
除く工程を更に含む第４項記載の方法。 （６）前記デバイスはデジタルマイクロミラーデバイス
（ＤＭＤ）である第１項記載の方法。 （７）前記デバイスは加速度計である第１項記載の方
法。 （８）前記続ける製造工程は前記デバイスをプラズマエ
ッチングすることを含む第１項記載の方法。 （９）前記続ける製造工程は前記デバイスをパッシベー
トすることを含む第１項記戴の方法。 （１０）前記続ける製造工程は前記デバイスをテストす
ることを含む第１項記載の方法。

【００２１】（１１）接着面を有するダイシングテープ
の一部を設け、部分的に製造されたデジタルマイクロミ
ラーデバイスを含むウェーハを前記ダイシングテープの
接着面に取り付け、前記ウェーハをサブ分割し、前記部
分的に製造されたデジタルマイクロミラーデバイスを分
離して前記ダイシングテープ上に取り付けたままにし、
セラミック、金属、石英およびダイシングテープから成
る群から選択された保護カバーを前記ダイシングテープ
の接着面の露出部分に載せ、前記分離されたデジタルマ
イクロミラーデバイスの製造を続け、前記ダイシングテ
ープから前記デジタルマイクロミラーデバイスを除く諸
工程を備えたデジタルマイクロミラーデバイスを製造す
る方法。 （１２）前記続ける製造工程は、前記デジタルマイクロ
ミラーデバイスをプラズマエッチングすることを含む第
１１項記載の方法。 （１３）前記続ける製造工程は、前記デジタルマイクロ
ミラーデバイスをパッシベートすることを含む第１１項
記載の方法。 （１４）前記続ける製造工程は、前記デジタルマイクロ
ミラーデバイスをテストすることを含む第１１項記載の
方法。 （１５）前記サブ分割工程前に前記デジタルマイクロミ
ラーデバイスに一時的な保護コーティングを塗布するこ
とを更に含む第１１項記載の方法。 （１６）前記デジタルマイクロミラーデバイスから前記
一時的保護コーティングを除く工程を更に含む第１５項
記載の方法。

【００２２】（１７）接着面を有するダイシングテープ
の一部を設け、部分的に製造された加速度計を含むウェ
ーハを前記ダイシングテープの接着面に取り付け、前記
ウェーハをサブ分割し、前記部分的に製造された加速度
計を分離して前記ダイシングテープ上に取り付けたまま
にし、セラミック、金属、石英およびダイシングテープ
から成る群から選択された保護カバーを前記ダイシング
テープの接着面の露出部分に載せ、前記分離された加速
度計の製造を続け、前記ダイシングテープから前記加速
度計を除く諸工程を備えた加速度計を製造する方法。 （１８）前記続ける製造工程は、前記加速度計をプラズ
マエッチングすることを含む第１７項記載の方法。 （１９）前記続ける製造工程は、前記加速度計をパッシ
ベートすることを含む第１７項記教の方法。 （２０）前記続ける製造工程は、前記加速度計をテスト
することを含む第１７項記載の方法。

【００２３】（２１）デバイスの状態でなく、ウェーハ
の状態ですべての製造工程およびテスト工程を実行でき
るようにするマイクロ電子機械式デバイスを含むウェー
ハを処理するための方法である。ダイシングテープ２２
上のソーフレーム２４内にウェーハ２０を取り付け、デ
バイス製造完了前に一般にソーイングにより個々のデバ
イス２７を分離する。これらデバイスは他の製造工程中
にダイシングテープ上に残される。ある製造工程ではダ
イシングテープの接着剤を保護カバー４４で被覆する必
要がある。保護オーバーコートの塗布および機能テスト
を含むすべての製造工程を完了した後、ダイシングテー
プからデバイスを除き、パッケージする。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ａはデジタルマイクロミラーデバイスのうちの
一つの素子の斜視図である。Ｂはデバイスを構成する素
子を示す、図１ＡのＡ−Ａラインに沿った図１Ａのデバ
イスの断面図である。Ｃはミラービームの回転を示す図
１ＡのＡ−Ａラインに沿った図１Ａのデバイスの断面図
である。

【図２】Ａはデジタル加速度計のアレイの平面図であ
る。Ｂはデバイスを構成する素子を示す図２ＡのＡ−Ａ
ラインに沿った図２Ａのデバイスの断面図である。

【図３】Ａはソーフレーム内に保持されたダイシングテ
ープに取り付けられたシリコンウェーハの平面図であ
る。Ｂは図３ＡのＡ−Ａラインに沿った図３Ａのシリコ
ンウェーハの断面図である。

【図４】Ａは遠心分離機内に保持されたソーフレーム内
に取り付けられたソーイング済みウェーハの平面図であ
る。Ｂは図４ＡのＡ−Ａラインに沿った図４Ａのウェー
ハの断面図である。

【図５】スプレー発生フード内に保持されたソーフレー
ムおよびウェーハの略側面図である。

【図６】Ａは出したダイシングテープ上の保護カバーを
備えたソーフレームに取り付けられたソーイング済みウ
ェーハの平面図である。Ｂは図６ＡのＡ−Ａラインに沿
った図６Ａの保護カバーおよびソーイング済みウェーハ
の断面図である。

【図７】ソーフレームを受け入れるよう改良されたプラ
ズマリアクターのサセプタープレートの平面図である。

【図８】電気テストが行われている完成したデバイスの
ウェーハの断面図である。

【符号の説明】

５０ 素子 ５２ 金属ビーム ５４ トーションヒンジ ５８ 絶縁酸化層 ６０、６２、６４ アドレス指定電極 ６６、６８ ランディング電極

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年１１月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 マイクロ電子機械式デバイスを製造す
る方法

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、集積回路処理技術の分
野に関し、より詳細には変形自在なマイクロミラーデバ
イスを含むマイクロ電子機械デバイスの製造法に関す
る。

【０００２】

【従来技術】集積回路（ＩＣ）の処理をコスト的に有利
にするため、一般に個々の回路またはデバイスは、一つ
の基板上で同時に多数のデバイスを製造するよう、半導
体ウェーハを使用して多量生産されている。集積回路の
代表的なプロセスフローでは、デバイスを製造し、次に
デバイスをテストし、デバイスを分離し、デバイスをパ
ッケージする工程が続く。デバイスをウェーハから分離
する際、ウェーハの粒子および粉から成るダイシング
（ｄｉｃｉｎｇ）の切くずが生じる。このダイシングの
切くずはデバイスをパッケージにボンディングする前に
ＩＣの表面から洗い流される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】マイクロ電子機械シス
テム（ＭＥＭＳ）またはマイクロ機械デバイスは、デバ
イスの分離および洗浄のような標準的なＩＣ製造工程の
うちのいくつかを受けて、これに耐えるには、過度に脆
弱である構造を有していることが多い。いくつかのＭＥ
ＭＳ、例えばデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭ
Ｄ）およびいくつかの加速度計の脆弱な性質により、完
成したデバイスが破壊されないようにするため、標準的
なＩＣプロセスの工程を再整理しなければならない。Ｄ
ＭＤはテキサスインスツルメント社に譲渡された、「空
間光変調器および方法」を発明の名称とする米国特許第
５，０６１，０４９号に記載されている。加速度計は、
テキサスインスツルメント社に譲渡された、「デジタル
加速度計」を発明の名称とする米国特許特許出願第０７
／８８３，６１６号に記載されている。上記特許に記載
されているように、これらＭＥＭＳは、シリコン基板の
表面上に形成された電極の上方の空気ギャップ上に懸架
された、極小構造体を有する。これら構造体を形成し、
空気ギャップから犠牲的材料をエッチングにより除去す
ると、これらデバイスは極めて脆弱なものとなる。これ
らデバイスはミラーが破壊する恐れなく、ウェーハ清浄
化工程中に生じるような液体に触れることはできない。
従って、これらデバイスは下方のミラーから犠牲的材料
をエッチングする前に、デバイスをカットし、ダイシン
グの切くずを洗浄で除去しなければならない。

【０００４】デバイスを完成する前にウェーハを分離す
ると、残りのデバイス製造工程、例えばパッシベーショ
ンおよびデバイステスト中に広範なデバイスを取り扱う
ことになる。デバイスの状態と異なり、ウェーハの状態
で、これらプロセスを実行すると、必要な取り扱いが大
幅に減少する。その理由は、処理装置を多数のデバイス
の代わりに一つのウェーハを移動し、アライメントする
だけでよいからである。ダイのテスト（ｄｉｅ ｔｅｓ
ｔｉｎｇ）には精密にアライメントすることが極めて重
要である。

【０００５】本発明は、ウェーハ処理技術を使用して全
デバイス製造およびテストプロセスを完了できる方法を
開示するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】マイクロ電子機械式デバ
イスまたは集積回路デバイスを製造する方法において、
ソーフレーム（ｓａｗ ｆｒａｍｅ）内のダイシングテ
ープ上に部分的に完成したデバイスのウェーハを取り付
ける。ウェーハをソーイングするか、またはその他ウェ
ーハ分離技術のいずれかにより、デバイスを分離する。
ダイシングテープからデバイスを除く前に、デバイスの
製造を完成する。ある用途ではダイシングテープの露出
した接着剤を保護カバーでカバーすると有利な場合があ
る。この方法の利点は、効率的な業界標準のウェーハ取
り扱い技術を用いて、デバイスを完全に処理できること
である。

【０００７】

【実施例】ここに開示した方法および保護カバーは、従
来のウェーハ製造プロセスフローを使用することを回避
した、ウェーハの状態で、特に脆弱な構造を有するマイ
クロ電子機械式デバイスとして製造されるデバイスの製
造に適用できる。図解のため、デジタルマイクロミラー
デバイスおよび加速度計の製造を参照した例により本発
明について説明する。特定の実施例は、本発明の可能な
構成例を説明するためのものにすぎず、ＤＭＤまたは加
速度計の製造のみに本発明を限定するものではない。こ
こに開示した方法は、いかなるタイプの集積回路または
マイクロ電子機械式デバイスにも使用できる。

【０００８】図１Ａから図１Ｃに代表的なＤＭＤデバイ
ス構造を示す。本開示に含まれる図面のすべてについ
て、図示されている素子は一定の比率とはなっていな
い。ほとんどの場合、ウェーハおよびデバイス層の厚み
は図示のため大幅に誇張してある。ＤＭＤは一般に素子
５０のアレイから成る。各ＤＭＤ素子５０は一般にシリ
コン基板５６上の２つのトーションヒンジ（ｔｏｒｓｉ
ｏｎ ｈｉｎｇｅ）５４により懸架された金属ビーム５
２から成る。シリコン基板５６上に絶縁酸化層５８を成
長し、酸化層５８上にアドレス指定電極６０、６２、６
４およびランディング電極６６、６８を堆積する。犠牲
的層と称されることがあるプレーナー化（平坦化）スペ
ーサー層６８を基板に形成し、このスペーサー層６８上
にビーム金属層７２が続くヒンジ金属層７０を堆積す
る。各素子５０のビーム５２およびヒンジ５４を構成す
るように、金属層をエッチングする。

【０００９】ＤＭＤ製造のための代表的プロセスフロー
では、ミラーをアンダーカットする前に、ウェーハ上の
デバイスの列の間を通常ソーイングすることによりデバ
イスを分離しなければならない。デバイスを分離した後
にビーム５２およびヒンジ５４の下方のスペーサー層６
８をエッチングで除去し、図１Ｃに示すようにヒンジ上
でビームがツイストできるようにする。このアンダーカ
ット作業は、通常プラズマリアクター内で行う。アクセ
ス孔７４およびギャップ７６により、プラズマがビーム
５２およびヒンジ５４の下方のスペーサー材料６８をエ
ッチングで除くことが可能となっている。スペーサー層
６８をエッチングで除いた後に、デバイスはパッシベー
ションと称されるプロセスにより化学的な反応度が下げ
られる。

【００１０】ある加速度計を製造するのに、同様なプロ
セスフローが使用される。図２Ａ，図２Ｂはカンチレバ
ー加速度計７８のアレイを示す。各加速度計はビーム８
４に取り付けられたヒンジ８２により支持されたプルー
フマス８０と称される精密質量体を備える。各加速度計
の下方には接点８６があり、絶縁酸化層９０によりカバ
ーされたシリコン基板８８に堆積されたこの接点８６が
設けられている。プレーナー化スペーサー層９２はビー
ム８４と電極８６とを分離する。プルーフマス８０およ
びヒンジ８２の下方から、スペーサー層をエッチングで
除いた後に、十分強力な加速力によりプルーフマス８０
を偏向し、接点８６に接触させることができる。

【００１１】上記のようにスペーサー層６８または９２
がエッチングで除かれると、デバイスは極めて脆弱とな
り、破壊を起こすことなく、例えばウェーハ洗浄工程中
に液体に接触することができなくなる。完成したデバイ
スは洗浄不能であるので、これらデバイスはスペーサー
層からエッチングで除かれる前に、一般にソーイングに
より分離される。ソーイングにより分離された後、これ
らデバイスはアンダーカット、ダイテストおよび保護オ
ーバーコート工程中に別々に取り扱われる。

【００１２】本発明は製造プロセス中に一つのウェーハ
からのデバイスのすべてを、集中的に処理できるように
する。図３Ａ，図３Ｂに示した図示した発明の一実施例
によれば、一部が完成したマイクロ電子機械式デバイス
を含むシリコンウェーハ２０が、ソーフレーム２４に保
持されたダイシングテープ２２の接着側２１に取り付け
られる。図３Ｂはソーフレーム２４内のダイシングテー
プ２２上のウェーハ２０の断面図である。

【００１３】ウェーハ２０は一般にシリコンであるが、
それ以外の材料、例えば水晶またはヒ化ガリウムからも
製造できる。ソーイング作業中にウェーハが破壊されな
いようにするため、ソーフレーム内のウェーハに取り付
ける前にウェーハ２０の表面に一時的保護コーティング
を塗布できる。ソーフレームはデバイスをソーイングに
より分離できるよう、必要に応じて取り付けられる。ソ
ーはウェーハを完全に通ってダイシングテープ内に進入
するようカッティングを行う。しかしながら、ダイシン
グテープは完全にカットされるわけではない。例えば、
ダイシングテープの厚みが約０．１ｍｍ（４ミル）であ
る場合、そのうちの約０．０２５ｍｍ（１ミル）しかカ
ットされない。

【００１４】ウェーハをソーイングにより分離した後、
ソーイング作業の間発生した粒子を一般に洗浄によりウ
ェーハ、ダイシングテープおよびソーイングフレームか
ら除く。ウェーハに対して一時的な保護コーティングを
塗布すると、遠心分離機によりソーフレームを取り付
け、ウェーハに溶剤をスプレーし、保護コーティングを
除くことができる。図４Ａおよび図４Ｂはソーイングウ
ェーハ２６および遠心分離機２８に取り付けられたソー
フレーム２４を示す。図４Ａに示されたデバイスの寸法
および配置は図解のためのものにすぎない。明瞭にする
ため、図４Ｂには個々のデバイスが示されている。遠心
分離機内に取り付けられた状態で、ウェーハの表面に溶
剤がスプレーされて、保護コーティングを除く。遠心分
離機により溶剤および溶解したコーティングがウェーハ
からスピンオフされる。

【００１５】遠心分離機内で一時的な保護コーティング
を除く別の方法は、スプレー発生フード内にソーフレー
ムを取り付けることである。図５は、スプレー発生フー
ド３０内に取り付けられたソーフレーム２４およびウェ
ーハ２６を示す。スプレー発生フード内に位置した状態
で、ソーイング済みウェーハ２６の表面にスプレーノズ
ル３４から溶剤３２をスプレーする。フードの後方にあ
るベント３８を通って溶剤のガス３６が除かれる。溶剤
および粒子４０は、フードの底部に設けられたドレイン
４２を通ってフードから出る。

【００１６】ウェーハから保護コーティングを除いた後
は、ミラー又は加速度計支持ビームを残すように、スペ
ーサー層６８または９２の一部を除かなければならな
い。このアンダーカット作業は、一般にプラズマリアク
ター内で行われる。ダイシングテープ２２上の接着剤２
１上のプラズマへの接触を防止するため、ダイシングテ
ープ２２の露出した接着剤２１上に保護カバーを設置で
きる。図６Ａおよび６Ｂは、保護カバー４４がダイシン
グテープ２２の露出した接着剤２１上に設けられたソー
フレーム２４に取りつけられたソーイング済みウェーハ
２６を示す。簡単にするため、図６Ｂでは、個々のデバ
イスは示されていない。保護カバー４４は、プラズマリ
アクターへの暴露に耐えられるような材料から製造でき
る。例えば、このカバーはダイシングテープに取り付け
れたセラミックリングまたはドーナツ状にできる。別の
方法は、適当な形状にカットされ、保護カバー４４およ
びダイシングテープ２２として使用されるダイシングテ
ープの接着面を合わせるように取り付けた、ダイシング
テープの別の部分を使用することである。保護カバーは
石英または金属またはプラズマエッチング環境に耐える
ことができる他の材料でもよい。ソーイング済みウェー
ハおよび保護カバーが取り付けられた状態のソーフレー
ムはプラズマエッチングプロセスを用いて、ミラーまた
は加速度計ビームをアンダーカットしながら、ソーフレ
ームを保持するよう設計されたサセプタ（ｓｕｓｃｅｐ
ｔｏｒ）プレート上に設置できる。図７は、プラズマエ
ッチングプロセス中にソーフレーム２４を保持するよう
になっている凹状領域４８を備えたサセプタプレート４
６を示す。

【００１７】アンダーカッティング作業の後は、デバイ
スをパッシベートし、ソーフレームに取り付けたまま電
気的かつ光学的にテストできる。ウェーハは本質的にま
だ無傷であるので、テストは大幅に簡略しなければなら
ないが、この理由は、個々のデバイス２４を互いに整合
しなければならないからである。従って、図８に示すよ
うに、マルチプローバーのプローブカード４９は、一旦
ソー済みウェーハに整合することにより、各デバイス２
７と正確に整合できるものでなければならない。ダイシ
ングテープ上でデバイスの運動があると、視覚的に補助
されたマルチプローバーを用いて、各デバイスを別々に
整合できる。

【００１８】デバイスをテストした後、ダイシングテー
プからデバイスを除き、デバイスをパッケージアセンブ
リプロセスのためのリードフレーム上に載せるよう、取
り上げ設置機械上にソーフレームおよびウェーハを取り
付けできる。本発明が教示する改善されたプロセスフロ
ーのうちのデバイス取り外しプロセスは、標準的なＩＣ
デバイス取り外しプロセスと同一にしなければならな
い。従ってデバイス取り外しおよびパッケージングアセ
ンブリプロセスには、変更は不要である。

【００１９】従ってこれまでデバイスの製造を完了する
前に、デバイスをウェーハから分離するマイクロ電子機
械式デバイスのための特定の実施例について説明した
が、かかる特定の参考例は下記の特許請求の範囲の記載
を除き、本発明の範囲を限定するものと考えてはならな
い。更に所定の特定実施例を参照して本発明について説
明したが、当業者には別の変形例を考えつくことがで
き、かかる変形例は添付した特許請求の範囲にカバーさ
れているものと考えるべきである。

【００２０】以上の説明に関し、下記の項を開示する。 （１）接着面を有するダイシングテープの一部を設け、
部分的に製造されたデバイスを含むウェーハを前記ダイ
シングテープの接着面に取り付け、前記ウェーハをサブ
分割し、前記部分的に製造されたデバイスを分離して前
記ダイシングテープ上に取り付けたままにし、前記分離
されたデバイスの製造を続け、前記ダイシングテープか
ら前記デバイスを除く諸工程を備えたマイクロ電子機械
式デバイスを製造する方法。 （２）前記ダイシングテープの接着面の露出部分に保護
カバーを載せる工程を更に備える第１項記載の方法。 （３）前記保護カバーはセラミック、金属、石英および
ダイシングテープから成る群から選択された第２項記載
の方法。 （４）前記再分割工程前に前記デバイスに一時的な保護
コーティングを塗布することを更に備える第１項記載の
方法。 （５）前記デバイスから前記一時的保護コーティングを
除く工程を更に含む第４項記載の方法。 （６）前記デバイスはデジタルマイクロミラーデバイス
（ＤＭＤ）である第１項記載の方法。 （７）前記デバイスは加速度計である第１項記載の方
法。 （８）前記続ける製造工程は前記デバイスをプラズマエ
ッチングすることを含む第１項記載の方法。 （９）前記続ける製造工程は前記デバイスをパッシベー
トすることを含む第１項記載の方法。 （１０）前記続ける製造工程は前記デバイスをテストす
ることを含む第１項記載の方法。

【００２１】（１１）接着面を有するダイシングテープ
の一部を設け、部分的に製造されたデジタルマイクロミ
ラーデバイスを含むウェーハを前記ダイシングテープの
接着面に取り付け、前記ウェーハをサブ分割し、前記部
分的に製造されたデジタルマイクロミラーデバイスを分
離して前記ダイシングテープ上に取り付けたままにし、
セラミック、金属、石英およびダイシングテープから成
る群から選択された保護カバーを前記ダイシングテープ
の接着面の露出部分に載せ、前記分離されたデジタルマ
イクロミラーデバイスの製造を続け、前記ダイシングテ
ープから前記デジタルマイクロミラーデバイスを除く諸
工程を備えたデジタルマイクロミラーデバイスを製造す
る方法。 （１２）前記続ける製造工程は、前記デジタルマイクロ
ミラーデバイスをプラズマエッチングすることを含む第
１１項記載の方法。 （１３）前記続ける製造工程は、前記デジタルマイクロ
ミラーデバイスをパッシベートすることを含む第１１項
記載の方法。 （１４）前記続ける製造工程は、前記デジタルマイクロ
ミラーデバイスをテストすることを含む第１１項記載の
方法。 （１５）前記サブ分割工程前に前記デジタルマイクロミ
ラーデバイスに一時的な保護コーティングを塗布するこ
とを更に含む第１１項記載の方法。 （１６）前記デジタルマイクロミラーデバイスから前記
一時的保護コーティングを除く工程を更に含む第１５項
記載の方法。

【００２２】（１７）接着面を有するダイシングテープ
の一部を設け、部分的に製造された加速度計を含むウェ
ーハを前記ダイシングテープの接着面に取り付け、前記
ウェーハをサブ分割し、前記部分的に製造された加速度
計を分離して前記ダイシングテープ上に取り付けたまま
にし、セラミック、金属、石英およびダイシングテープ
から成る群から選択された保護カバーを前記ダイシング
テープの接着面の露出部分に載せ、前記分離された加速
度計の製造を続け、前記ダイシングテープから前記加速
度計を除く諸工程を備えた加速度計を製造する方法。 （１８）前記続ける製造工程は、前記加速度計をプラズ
マエッチングすることを含む第１７項記載の方法。 （１９）前記続ける製造工程は、前記加速度計をパッシ
ベートすることを含む第１７項記載の方法。 （２０）前記続ける製造工程は、前記加速度計をテスト
することを含む第１７項記載の方法。

【００２３】（２１）デバイスの状態でなく、ウェーハ
の状態ですべての製造工程およびテスト工程を実行でき
るようにするマイクロ電子機械式デバイスを含むウェー
ハを処理するための方法である。ダイシングテープ２２
上のソーフレーム２４内にウェーハ２０を取り付け、デ
バイス製造完了前に一般にソーイングにより個々のデバ
イス２７を分離する。これらデバイスは他の製造工程中
にダイシングテープ上に残される。ある製造工程ではダ
イシングテープの接着剤を保護カバー４４で被覆する必
要がある。保護オーバーコートの塗布および機能テスト
を含むすべての製造工程を完了した後、ダイシングテー
プからデバイスを除き、パッケージする。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ａはデジタルマイクロミラーデバイスのうちの
一つの素子の斜視図である。Ｂはデバイスを構成する素
子を示す、図１ＡのＡ−Ａラインに沿った図１Ａのデバ
イスの断面図である。Ｃはミラービームの回転を示す図
１ＡのＡ−Ａラインに沿った図１Ａのデバイスの断面図
である。

【図２】Ａはデジタル加速度計のアレイの平面図であ
る。Ｂはデバイスを構成する素子を示す図２ＡのＡ−Ａ
ラインに沿った図２Ａのデバイスの断面図である。

【図３】Ａはソーフレーム内に保持されたダイシングテ
ープに取り付けられたシリコンウェーハの平面図であ
る。Ｂは図３ＡのＡ−Ａラインに沿った図３Ａのシリコ
ンウェーハの断面図である。

【図４】Ａは遠心分離機内に保持されたソーフレーム内
に取り付けられたソーイング済みウェーハの平面図であ
る。Ｂは図４ＡのＡ−Ａラインに沿った図４Ａのウェー
ハの断面図である。

【図５】スプレー発生フード内に保持されたソーフレー
ムおよびウェーハの略側面図である。

【図６】Ａは露出したダイシングテープ上の保護カバー
を備えたソーフレームに取り付けられたソーイング済み
ウェーハの平面図である。Ｂは図６ＡのＡ−Ａラインに
沿った図６Ａの保護カバーおよびソーイング済みウェー
ハの断面図である。

【図７】ソーフレームを受け入れるよう改良されたプラ
ズマリアクターのサセプタープレートの平面図である。

【図８】電気テストが行われている完成したデバイスの
ウェーハの断面図である。

【符号の説明】 ５０ 素子 ５２ 金属ビーム ５４ トーションヒンジ ５８ 絶縁酸化層 ６０、６２、６４ アドレス指定電極 ６６、６８ ランディング電極 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年１２月２０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】接着面を有するダイシングテープの一部を
   設け、 部分的に製造されたデバイスを含むウェーハを前記ダイ
   シングテープの接着面に取り付け、 前記ウェーハをサブ分割し、前記部分的に製造されたデ
   バイスを分離して前記ダイシングテープ上に取り付けた
   ままにし、 前記分離されたデバイスの製造を続け、 前記ダイシングテープから前記デバイスを除く諸工程を
   備えたマイクロ電子機械式デバイスを製造する方法。