裏面接続するためのトレンチ構造を有するマイクロマシンコンポーネントの製造方法
本発明は、マイクロマシンコンポーネントの製造方法に関する。この際、基板には基板の厚さより浅い深さを有する少なくとも1つのトレンチ構造が形成されることになる。しかも基板の第1の面上には、絶縁層および基板への充填層が形成または取り付けられる。この充填層は、トレンチ構造を実質的に完全に充填する充填材料を有している。これに続く充填層または、絶縁層または、基板の平面における平坦化処理によって、基板の平らな第1の面が形成される。さらに引き続いて、基板の第2の面が平坦化処理される。本発明の別の目的は、本発明による方法にしたがって製造されるマイクロマシンコンポーネントでもある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、独立請求項の上位概念に記載のマイクロマシンコンポーネントの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
欧州特許明細書EP0316799B1からは、半導体デバイスの製造方法が公知である。この方法では、半導体結晶層と酸化ケイ素層にドレイン(Drain)が形成される。ここでのドレインとは、このように形成される半導体デバイスを裏面接続するための出発点である。しかしながら、このドレインを製造するのはコスト的にも時間的にも非常に手間を要する。
【0003】
発明の開示
それに対して、本発明の独立請求項ないし従属請求項の特徴部分による裏面接続するためのトレンチ構造を有するマイクロマシンコンポーネントの製造方法は、特に簡単でコスト的にも有利なやり方で導電材料を用いてトレンチ構造を充填可能とし、これに続く基板裏面の平坦化処理によって特に簡単にコスト的にも有利に裏面接続することが可能となるという利点を有している。しかも有利には、充填層が表面の平坦化処理によって完全に削って平らにされなくとも、トレンチ構造を充填するために使用されるこの充填層を機能層として同時に利用することができる。
【0004】
有利には、充填層を成すことに使用される充填材料はドープされた材料であり、および/または、これによって多結晶材料および/または単結晶材料を含む領域が基板の第1の面上に形成される。この充填材料として、例えばドープされたポリシリコンまたはエピタキシャルポリシリコン(EPIポリシリコン)が使用可能である。ドープされた充填材料を使用することによって、有利には充填されたトレンチ構造内部に低い電気抵抗が生じる。基板がエピタキシーに対し保護されていなかった領域(すなわちこれによって少なくとも部分的に取り除かれた絶縁層の構造領域)では、単結晶シリコンを成長させることができる。エピタキシーの際に絶縁層が構造化ないしは構造形成されなかった領域においては、それに対して多結晶シリコンが成長する。このようにして有利には、マイクロマシンコンポーネントにおいて集積回路を実現することができる。例えば、この単結晶領域によってCMOS回路を製造可能である。
【0005】
また有利には、基板は第2の面でトレンチ構造の平面まで平坦化処理される。さらに有利には、基板上に第2の面から出発して少なくとも1つの層が取り付けられ、および/または形成される。有利には、この形成された層は第3の絶縁層である。有利には第2の面を平坦化処理することによって、この際基板に貫通トレンチ処理を行わずとも、マイクロマシンコンポーネントの貫通接続を実現することが可能となる。殊に、異なる断面積を有するトレンチ構造を貫通トレンチ処理することによって異なるエッチング速度が生じるという問題性を、このように回避することができる。したがって有利には、それぞれ異なる幅および幾何学形態を有する複数のトレンチ構造から成る組合せも貫通接続に応用可能である。第2の面上の第3の絶縁層は有利には貫通するのではなく、有利には貫通接続の領域に切欠きまたは空隙を有している。これによって有利には、充填されたトレンチ構造の領域においてマイクロマシンコンポーネントの第2の面を裏面接続することが可能となる。
【0006】
さらに有利には、基板の第2の面を平坦化処理した後に、少なくとも基板の第2の面の部分領域上に少なくとも1つの層が形成され、および/または少なくとも1つの構造が取り付けられる。例えば金属化部を、貫通接続領域で基板の第2の面上の第3の絶縁層の空隙または切欠きに取り付けることができる。その後に、この金属化部を例えばはんだバンプで接続することができる。有利にはこのような例として、マイクロマシンコンポーネントの間を、および/または集積コンポーネントの間をフリップチップボンディングによって接続可能である。しかしまた、基板の第2の面上に配線平面を構造として形成つまり取り付けることも考えられる。この際有利には、基板の第2の面上の層および/または構造を、露出されたトレンチ構造に合わせて調整することができる。トレンチ構造内の充填層および/または露出された絶縁層は、基本的に赤外線調整(Infrarotjustage)または表面裏面調整(Vorder-zu-Rueckseitenjustage)をせずとも基板の第2の面上の層および/または構造を調整することができるような大きなコントラスト(Kontrast)を基板に対して有している。
【0007】
好適には、基板の第1の面を平坦化処理後に、少なくとも1つのマスク層すなわち第2の絶縁層が基板の第1の面上に取り付けられ、および/または形成される。また、有利には薄いトレンチ構造も形成される。マスク層は有利にはハードマスク層である。このハードマスク層は有利には酸化ケイ素層および/またはフォトレジスト層であり、HF気相エッチング技術または酸素プラズマによって除去される。
【0008】
本発明の別の目的は、本発明の方法によって製造されるマイクロマシンコンポーネントに関する。このマイクロマシンコンポーネントには、少なくとも1つのトレンチ構造が設けられている。このトレンチ深さは、実質的にマイクロマシンコンポーネントの厚さに等しい。これによって、基板の第2の面でのマイクロマシンコンポーネントの裏面接続がこのトレンチ構造によって可能となる。有利には、本発明の方法によってマイクロマシンコンポーネントを製造する際にも、トレンチ処理の際の依存のエッチング速度にはもはや実質的に影響されない。また有利には、例えば本発明による2つのマイクロマシンコンポーネントもフリップチップボンディングを介して相互に接続することができる。当然、これらのマイクロマシンコンポーネントをフリップチップボンディングを用いて相互に接続させることができるにもかかわらず、これらのマイクロマシンコンポーネントを集積化させることもできる。
【0009】
有利には、マイクロマシンコンポーネントにはキャップウェハが設けられている。このキャップウェハは、有利には陽極接合および/またはシールガラス接合によって基板ないしは基板上の層と接合されている。殊にキャップウェハの陽極接合は、キャップウェハと基板の間の長持ちする接続を保証する。これによって、キャップウェハのはく離によるマイクロマシンコンポーネントの破損を回避することができる。
【0010】
また有利には、マイクロマシンコンポーネントには、格子および/または切欠き部および/または導体路および/または回路領域が設けられている。この格子は、有利にはn型にドーピングされたシリコン格子であり、膜を形成している。この切欠き部は、有利には基板の第1の面上にあり、膜または充填層の前で終わっている。この回路領域は集積回路それにまたレジスタ等であっても良い。
【0011】
好適には、マイクロマシンコンポーネントは可動のセンサ構造を有し、および/または単結晶材料および/または多結晶材料を含む領域を有している。
【0012】
また好適には、充填層はドープされた充填材料を有しており、この充填材料、および/または単結晶材料および/または多結晶材料を含む領域、および/または基板材料は、シリコンおよび/またはゲルマニウムおよび/またはシリコンゲルマニウムから成る。
【0013】
さらに好適には、マイクロマシンコンポーネントはセンサであり、有利には圧力センサまたは、加速度センサまたは、ヨーレートセンサである。
【0014】
以下では本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1A】2つのトレンチ構造を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図1B】2つのトレンチ構造を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図1C】2つのトレンチ構造を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図1D】2つのトレンチ構造を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図1E】2つのトレンチ構造を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図1F】2つのトレンチ構造を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図1G】2つのトレンチ構造を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図1H】2つのトレンチ構造を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図1I】2つのトレンチ構造を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図1J】2つのトレンチ構造を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図1K】2つのトレンチ構造を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図1L】2つのトレンチ構造を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図2A】1つの膜を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図2B】1つの膜を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図2C】1つの膜を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図2D】1つの膜を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図2E】1つの膜を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図2F】1つの膜を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図2G】1つの膜を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図2H】1つの膜を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【0016】
本発明の実施形態
図1A〜Lには、マイクロマシンコンポーネント1の製造プロセスが概略的に示されている。基板2では、トレンチ処理することによってトレンチ構造3が形成されている。この際、トレンチ処理する前にマスク層14は既に取り付けられ、ないしは形成されており、これによってその下方にある基板2は、トレンチ処理プロセス中にエッチング媒体から保護されているのである(図1A)。トレンチ構造3の深さは後のマイクロマシンコンポーネント1の厚さに応じ、基本的には自由に選択可能である。このトレンチ構造3は、実施例では例えばトレンチ構造の幅がそれぞれ異なることなどに起因する異なるエッチング速度から結果として生じる異なった深さを有している。熱酸化または析出によって、絶縁層4が生じて形成される(図1B)。この絶縁層4は有利には酸化ケイ素から成る。これに続いて、充填層5、例えばドープされたポリシリコンまたはドープされたEPIシリコンから成る充填層5が析出させられる(図1C)。この際、充填層5はトレンチ構造3にも至り、トレンチ構造3を封止つまり充填する。このようにして有利には、充填層5により例えばドープされた材料の形態で単純に充填されているような、後で貫通接続を行うための領域が生じることになる。平坦化処理を行う可能性がある種々の平面が図1Cと図1Eにおいて示されている。図1Cの場合、線Aまで(基板2の上方にある)充填層5も絶縁層4も平坦化処理によって除去されることになる。これに対して図1Eの場合には、(図1Cによる処理方法の代わりに)平坦化処理により充填層5の線Bまで除去される様子が示されている。図1Fには、マイクロマシンコンポーネント1が示されており、基板2の第2の面9でも既に平坦化処理が行われている。有利には、最も浅い深さを有するトレンチ構造の平面まで、平坦化処理あるいは薄膜化処理(Rueckduennung)と呼ばれる方法が行われる。それ故に、トレンチ構造3を用いた貫通接続は有利にはギャップに依存しない。基板2の第2の面9では、層10がトレンチ構造3の領域において取り付けられている。この層10はトレンチ構造3内の充填材料と接触しており、有利には金属化部、例えばアルミニウムから成る金属化部である。さらに、基板2の第2の面9には第3の絶縁層15が設けられている。この際、第3の絶縁層15には、トレンチ構造3の領域において層10が延在する切欠き部が設けられている。この層10と最も浅い深さを有するトレンチ構造の平面まで薄膜化処理することによって、裏面接続が可能となる。第3の絶縁層15は有利には酸化ケイ素から成る。
【0017】
さらに図1Fには、キャップウェハ17が示されている。
【0018】
図1Gでは、例えば選択酸化法LOCOSによって準備され、単結晶シリコン含有領域8が基板2上で成長させられている。この際、充填層5は領域8以外では多結晶シリコンから成り、これによって多結晶シリコン含有領域7が形成される。この領域7,8によって、マイクロマシンコンポーネント1において集積回路も実現することができる。
【0019】
図1H〜図1Jには、基板2を薄膜化処理するための種々の平面を有するさらなる実施形態とマイクロマシンコンポーネント1の種々の形態とが示されている。これに関して、例えば基板2の第1の面6上には第2の絶縁層15′が形成され、別の層28が取り付けられる(図1I)。この別の層28は有利にはアルミニウムから成り、電気的な接続に適している(図1J)。線Cは、どの平面で基板2が薄膜化処理されるべきであるかを示している。図1Jに示されるような基板2が、第1の面6および第2の面9に層10,28の形態の金属化部を有している場合には、そのように形成されたマイクロマシンコンポーネント1をほかのマイクロマシンコンポーネント1′と接続させることができる。図1Kには、2つのマイクロマシンコンポーネント1と1′のそのような接続が示されている。この際、両マイクロマシンコンポーネント1と1′は例えばはんだバンプ23によって接触接続される。図1Lには、回路領域21との接触接続部24のほかの例が概略的に示されている。
【0020】
図2A〜図2Fには、膜を格子18として有するマイクロマシンコンポーネント1の製造プロセスが示されている。図2Aでは、充填材料で充填されたトレンチ構造3および平坦化処理された表面が既に基板2に設けられている。第2の絶縁層15′およびマスク層14として設けられたエッチングマスク14が基板2上に取り付けられている(図2B)。有利には格子18の下方には、例えば多孔質シリコンの転位によって形成された空隙がある。この格子18は、有利にはn型にドープされたシリコン格子である。しかも図2Cには、例えば回路領域21が取り付けられている別の充填層13が示されている。これによって、有利には薄いトレンチが形成され、このトレンチは別の絶縁層15″で充填される(図2D)。このような手段で、充填された絶縁トレンチが生じる。トレンチ構造3の上方の領域において横方向に電気的に絶縁された領域Yが導電的な別の充填層13の内部に形成するように絶縁トレンチを形成すれば、この領域Yを別の絶縁層15″における配線平面Zおよび適切なコンタクトホールXを用いて回路領域21と電気的に接続することができる。このような手段で回路領域21と導電的な充填層5の間の電気的な接続が得られる。この配線平面Zの上方には、第4の絶縁層15″′が取り付けられる。
【0021】
図2E〜図2Fには、基板2の第2の面9の構成に関する実施例が概略的に示されている。例えば、構造11を配線平面として設けることができる。この構造11は、2つの絶縁層15と15″″の間にあり、コンタクトホールWおよびW′を介して充填層5への電気的な接続を可能とする。さらに基板2には、種々に形成可能な切欠き部を設けることができる。これについて、図2E〜図2Hにて数例を示している。
【技術分野】
【0001】
本発明は、独立請求項の上位概念に記載のマイクロマシンコンポーネントの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
欧州特許明細書EP0316799B1からは、半導体デバイスの製造方法が公知である。この方法では、半導体結晶層と酸化ケイ素層にドレイン(Drain)が形成される。ここでのドレインとは、このように形成される半導体デバイスを裏面接続するための出発点である。しかしながら、このドレインを製造するのはコスト的にも時間的にも非常に手間を要する。
【0003】
発明の開示
それに対して、本発明の独立請求項ないし従属請求項の特徴部分による裏面接続するためのトレンチ構造を有するマイクロマシンコンポーネントの製造方法は、特に簡単でコスト的にも有利なやり方で導電材料を用いてトレンチ構造を充填可能とし、これに続く基板裏面の平坦化処理によって特に簡単にコスト的にも有利に裏面接続することが可能となるという利点を有している。しかも有利には、充填層が表面の平坦化処理によって完全に削って平らにされなくとも、トレンチ構造を充填するために使用されるこの充填層を機能層として同時に利用することができる。
【0004】
有利には、充填層を成すことに使用される充填材料はドープされた材料であり、および/または、これによって多結晶材料および/または単結晶材料を含む領域が基板の第1の面上に形成される。この充填材料として、例えばドープされたポリシリコンまたはエピタキシャルポリシリコン(EPIポリシリコン)が使用可能である。ドープされた充填材料を使用することによって、有利には充填されたトレンチ構造内部に低い電気抵抗が生じる。基板がエピタキシーに対し保護されていなかった領域(すなわちこれによって少なくとも部分的に取り除かれた絶縁層の構造領域)では、単結晶シリコンを成長させることができる。エピタキシーの際に絶縁層が構造化ないしは構造形成されなかった領域においては、それに対して多結晶シリコンが成長する。このようにして有利には、マイクロマシンコンポーネントにおいて集積回路を実現することができる。例えば、この単結晶領域によってCMOS回路を製造可能である。
【0005】
また有利には、基板は第2の面でトレンチ構造の平面まで平坦化処理される。さらに有利には、基板上に第2の面から出発して少なくとも1つの層が取り付けられ、および/または形成される。有利には、この形成された層は第3の絶縁層である。有利には第2の面を平坦化処理することによって、この際基板に貫通トレンチ処理を行わずとも、マイクロマシンコンポーネントの貫通接続を実現することが可能となる。殊に、異なる断面積を有するトレンチ構造を貫通トレンチ処理することによって異なるエッチング速度が生じるという問題性を、このように回避することができる。したがって有利には、それぞれ異なる幅および幾何学形態を有する複数のトレンチ構造から成る組合せも貫通接続に応用可能である。第2の面上の第3の絶縁層は有利には貫通するのではなく、有利には貫通接続の領域に切欠きまたは空隙を有している。これによって有利には、充填されたトレンチ構造の領域においてマイクロマシンコンポーネントの第2の面を裏面接続することが可能となる。
【0006】
さらに有利には、基板の第2の面を平坦化処理した後に、少なくとも基板の第2の面の部分領域上に少なくとも1つの層が形成され、および/または少なくとも1つの構造が取り付けられる。例えば金属化部を、貫通接続領域で基板の第2の面上の第3の絶縁層の空隙または切欠きに取り付けることができる。その後に、この金属化部を例えばはんだバンプで接続することができる。有利にはこのような例として、マイクロマシンコンポーネントの間を、および/または集積コンポーネントの間をフリップチップボンディングによって接続可能である。しかしまた、基板の第2の面上に配線平面を構造として形成つまり取り付けることも考えられる。この際有利には、基板の第2の面上の層および/または構造を、露出されたトレンチ構造に合わせて調整することができる。トレンチ構造内の充填層および/または露出された絶縁層は、基本的に赤外線調整(Infrarotjustage)または表面裏面調整(Vorder-zu-Rueckseitenjustage)をせずとも基板の第2の面上の層および/または構造を調整することができるような大きなコントラスト(Kontrast)を基板に対して有している。
【0007】
好適には、基板の第1の面を平坦化処理後に、少なくとも1つのマスク層すなわち第2の絶縁層が基板の第1の面上に取り付けられ、および/または形成される。また、有利には薄いトレンチ構造も形成される。マスク層は有利にはハードマスク層である。このハードマスク層は有利には酸化ケイ素層および/またはフォトレジスト層であり、HF気相エッチング技術または酸素プラズマによって除去される。
【0008】
本発明の別の目的は、本発明の方法によって製造されるマイクロマシンコンポーネントに関する。このマイクロマシンコンポーネントには、少なくとも1つのトレンチ構造が設けられている。このトレンチ深さは、実質的にマイクロマシンコンポーネントの厚さに等しい。これによって、基板の第2の面でのマイクロマシンコンポーネントの裏面接続がこのトレンチ構造によって可能となる。有利には、本発明の方法によってマイクロマシンコンポーネントを製造する際にも、トレンチ処理の際の依存のエッチング速度にはもはや実質的に影響されない。また有利には、例えば本発明による2つのマイクロマシンコンポーネントもフリップチップボンディングを介して相互に接続することができる。当然、これらのマイクロマシンコンポーネントをフリップチップボンディングを用いて相互に接続させることができるにもかかわらず、これらのマイクロマシンコンポーネントを集積化させることもできる。
【0009】
有利には、マイクロマシンコンポーネントにはキャップウェハが設けられている。このキャップウェハは、有利には陽極接合および/またはシールガラス接合によって基板ないしは基板上の層と接合されている。殊にキャップウェハの陽極接合は、キャップウェハと基板の間の長持ちする接続を保証する。これによって、キャップウェハのはく離によるマイクロマシンコンポーネントの破損を回避することができる。
【0010】
また有利には、マイクロマシンコンポーネントには、格子および/または切欠き部および/または導体路および/または回路領域が設けられている。この格子は、有利にはn型にドーピングされたシリコン格子であり、膜を形成している。この切欠き部は、有利には基板の第1の面上にあり、膜または充填層の前で終わっている。この回路領域は集積回路それにまたレジスタ等であっても良い。
【0011】
好適には、マイクロマシンコンポーネントは可動のセンサ構造を有し、および/または単結晶材料および/または多結晶材料を含む領域を有している。
【0012】
また好適には、充填層はドープされた充填材料を有しており、この充填材料、および/または単結晶材料および/または多結晶材料を含む領域、および/または基板材料は、シリコンおよび/またはゲルマニウムおよび/またはシリコンゲルマニウムから成る。
【0013】
さらに好適には、マイクロマシンコンポーネントはセンサであり、有利には圧力センサまたは、加速度センサまたは、ヨーレートセンサである。
【0014】
以下では本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1A】2つのトレンチ構造を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図1B】2つのトレンチ構造を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図1C】2つのトレンチ構造を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図1D】2つのトレンチ構造を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図1E】2つのトレンチ構造を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図1F】2つのトレンチ構造を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図1G】2つのトレンチ構造を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図1H】2つのトレンチ構造を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図1I】2つのトレンチ構造を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図1J】2つのトレンチ構造を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図1K】2つのトレンチ構造を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図1L】2つのトレンチ構造を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図2A】1つの膜を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図2B】1つの膜を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図2C】1つの膜を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図2D】1つの膜を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図2E】1つの膜を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図2F】1つの膜を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図2G】1つの膜を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【図2H】1つの膜を有するマイクロマシンコンポーネントの製造ステップの概略図
【0016】
本発明の実施形態
図1A〜Lには、マイクロマシンコンポーネント1の製造プロセスが概略的に示されている。基板2では、トレンチ処理することによってトレンチ構造3が形成されている。この際、トレンチ処理する前にマスク層14は既に取り付けられ、ないしは形成されており、これによってその下方にある基板2は、トレンチ処理プロセス中にエッチング媒体から保護されているのである(図1A)。トレンチ構造3の深さは後のマイクロマシンコンポーネント1の厚さに応じ、基本的には自由に選択可能である。このトレンチ構造3は、実施例では例えばトレンチ構造の幅がそれぞれ異なることなどに起因する異なるエッチング速度から結果として生じる異なった深さを有している。熱酸化または析出によって、絶縁層4が生じて形成される(図1B)。この絶縁層4は有利には酸化ケイ素から成る。これに続いて、充填層5、例えばドープされたポリシリコンまたはドープされたEPIシリコンから成る充填層5が析出させられる(図1C)。この際、充填層5はトレンチ構造3にも至り、トレンチ構造3を封止つまり充填する。このようにして有利には、充填層5により例えばドープされた材料の形態で単純に充填されているような、後で貫通接続を行うための領域が生じることになる。平坦化処理を行う可能性がある種々の平面が図1Cと図1Eにおいて示されている。図1Cの場合、線Aまで(基板2の上方にある)充填層5も絶縁層4も平坦化処理によって除去されることになる。これに対して図1Eの場合には、(図1Cによる処理方法の代わりに)平坦化処理により充填層5の線Bまで除去される様子が示されている。図1Fには、マイクロマシンコンポーネント1が示されており、基板2の第2の面9でも既に平坦化処理が行われている。有利には、最も浅い深さを有するトレンチ構造の平面まで、平坦化処理あるいは薄膜化処理(Rueckduennung)と呼ばれる方法が行われる。それ故に、トレンチ構造3を用いた貫通接続は有利にはギャップに依存しない。基板2の第2の面9では、層10がトレンチ構造3の領域において取り付けられている。この層10はトレンチ構造3内の充填材料と接触しており、有利には金属化部、例えばアルミニウムから成る金属化部である。さらに、基板2の第2の面9には第3の絶縁層15が設けられている。この際、第3の絶縁層15には、トレンチ構造3の領域において層10が延在する切欠き部が設けられている。この層10と最も浅い深さを有するトレンチ構造の平面まで薄膜化処理することによって、裏面接続が可能となる。第3の絶縁層15は有利には酸化ケイ素から成る。
【0017】
さらに図1Fには、キャップウェハ17が示されている。
【0018】
図1Gでは、例えば選択酸化法LOCOSによって準備され、単結晶シリコン含有領域8が基板2上で成長させられている。この際、充填層5は領域8以外では多結晶シリコンから成り、これによって多結晶シリコン含有領域7が形成される。この領域7,8によって、マイクロマシンコンポーネント1において集積回路も実現することができる。
【0019】
図1H〜図1Jには、基板2を薄膜化処理するための種々の平面を有するさらなる実施形態とマイクロマシンコンポーネント1の種々の形態とが示されている。これに関して、例えば基板2の第1の面6上には第2の絶縁層15′が形成され、別の層28が取り付けられる(図1I)。この別の層28は有利にはアルミニウムから成り、電気的な接続に適している(図1J)。線Cは、どの平面で基板2が薄膜化処理されるべきであるかを示している。図1Jに示されるような基板2が、第1の面6および第2の面9に層10,28の形態の金属化部を有している場合には、そのように形成されたマイクロマシンコンポーネント1をほかのマイクロマシンコンポーネント1′と接続させることができる。図1Kには、2つのマイクロマシンコンポーネント1と1′のそのような接続が示されている。この際、両マイクロマシンコンポーネント1と1′は例えばはんだバンプ23によって接触接続される。図1Lには、回路領域21との接触接続部24のほかの例が概略的に示されている。
【0020】
図2A〜図2Fには、膜を格子18として有するマイクロマシンコンポーネント1の製造プロセスが示されている。図2Aでは、充填材料で充填されたトレンチ構造3および平坦化処理された表面が既に基板2に設けられている。第2の絶縁層15′およびマスク層14として設けられたエッチングマスク14が基板2上に取り付けられている(図2B)。有利には格子18の下方には、例えば多孔質シリコンの転位によって形成された空隙がある。この格子18は、有利にはn型にドープされたシリコン格子である。しかも図2Cには、例えば回路領域21が取り付けられている別の充填層13が示されている。これによって、有利には薄いトレンチが形成され、このトレンチは別の絶縁層15″で充填される(図2D)。このような手段で、充填された絶縁トレンチが生じる。トレンチ構造3の上方の領域において横方向に電気的に絶縁された領域Yが導電的な別の充填層13の内部に形成するように絶縁トレンチを形成すれば、この領域Yを別の絶縁層15″における配線平面Zおよび適切なコンタクトホールXを用いて回路領域21と電気的に接続することができる。このような手段で回路領域21と導電的な充填層5の間の電気的な接続が得られる。この配線平面Zの上方には、第4の絶縁層15″′が取り付けられる。
【0021】
図2E〜図2Fには、基板2の第2の面9の構成に関する実施例が概略的に示されている。例えば、構造11を配線平面として設けることができる。この構造11は、2つの絶縁層15と15″″の間にあり、コンタクトホールWおよびW′を介して充填層5への電気的な接続を可能とする。さらに基板2には、種々に形成可能な切欠き部を設けることができる。これについて、図2E〜図2Hにて数例を示している。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
マイクロマシンコンポーネント(1)は基板(2)を有しており、
前記基板(2)は第1の面(6)および第2の面(9)を有しており、
前記基板(2)には、基板の厚さより浅い深さを有する少なくとも1つのトレンチ構造(3)が形成され、絶縁層(4)は前記基板(2)の第1の面(6)上に形成され、
充填材料から成る充填層(5)が、前記基板(2)の第1の面(6)上に取り付けられる、マイクロマシンコンポーネント(1)の製造方法において、
前記トレンチ構造(3)は実質的に前記充填材料によって充填され、前記充填層(5)または、前記絶縁層(4)または、前記基板(2)の平面において平坦化処理が行われ、ついで前記基板(2)の第2の面(9)から前記基板(2)の平坦化処理が行われることを特徴とする製造方法。
【請求項2】
前記充填材料はドープされた材料であり、および/または、多結晶材料および/または単結晶材料を含む領域(7,8)が、前記基板(2)の第1の面(6)上に形成される、請求項1記載の製造方法。
【請求項3】
前記基板(2)が、前記第2の面(9)で前記トレンチ構造(3)における平面まで平坦化処理され、および/または該基板(2)の第2の面(9)上に少なくとも1つの層(10)、有利には第3の絶縁層(15)が形成または取り付けられ、および/または少なくとも1つの構造(11)が形成される、請求項1または2記載の製造方法。
【請求項4】
前記基板(2)の第1の面(6)の平坦化処理後に、少なくとも1つのマスク層(14)および/または少なくとも1つの別の充填層(13)および/または別の層(28)および/または第2の絶縁層(15′)が、前記基板(2)の第1の面(6)上に形成および/または取り付けられる、請求項1から3のいずれか1項記載の製造方法。
【請求項5】
請求項1から4のいずれか1項記載の方法によって製造されるマイクロマシンコンポーネント(1)において、
少なくとも1つのトレンチ構造(3)を有しており、
前記トレンチ深さは、実質的に前記マイクロマシンコンポーネント(1)の厚さと等しく、該マイクロマシンコンポーネント(1)の裏面接続が基板(2)の第2の面(9)で可能であることを特徴とするマイクロマシンコンポーネント(1)。
【請求項6】
前記マイクロマシンコンポーネント(1)はキャップウェハ(17)を有しており、
該キャップウェハ(17)は前記基板(2)とシールガラス接合されている、および/または陽極接合されている、請求項5記載のマイクロマシンコンポーネント(1)。
【請求項7】
前記マイクロマシンコンポーネント(1)は、格子(18)および/または切欠き部および/または導体路および/または回路領域(21)を有している、請求項5または6記載のマイクロマシンコンポーネント(1)。
【請求項8】
前記マイクロマシンコンポーネント(1)は可動のセンサ構造を有し、および/または多結晶材料および/または単結晶材料を含む領域(7,8)を有している、請求項5から7のいずれか1項記載のマイクロマシンコンポーネント(1)。
【請求項9】
前記マイクロマシンコンポーネント(1)はセンサであり、例えば圧力センサまたは、加速度センサまたは、ヨーレートセンサである、請求項5から8のいずれか1項記載のマイクロマシンコンポーネント(1)。
【請求項10】
充填層(5)の充填材料および/または前記基板材料(2)および/または前記領域(7,8)は、シリコンおよび/またはゲルマニウムおよび/またはシリコンゲルマニウムから成る、請求項5から9のいずれか1項記載のマイクロマシンコンポーネント(1)。
【請求項1】
マイクロマシンコンポーネント(1)は基板(2)を有しており、
前記基板(2)は第1の面(6)および第2の面(9)を有しており、
前記基板(2)には、基板の厚さより浅い深さを有する少なくとも1つのトレンチ構造(3)が形成され、絶縁層(4)は前記基板(2)の第1の面(6)上に形成され、
充填材料から成る充填層(5)が、前記基板(2)の第1の面(6)上に取り付けられる、マイクロマシンコンポーネント(1)の製造方法において、
前記トレンチ構造(3)は実質的に前記充填材料によって充填され、前記充填層(5)または、前記絶縁層(4)または、前記基板(2)の平面において平坦化処理が行われ、ついで前記基板(2)の第2の面(9)から前記基板(2)の平坦化処理が行われることを特徴とする製造方法。
【請求項2】
前記充填材料はドープされた材料であり、および/または、多結晶材料および/または単結晶材料を含む領域(7,8)が、前記基板(2)の第1の面(6)上に形成される、請求項1記載の製造方法。
【請求項3】
前記基板(2)が、前記第2の面(9)で前記トレンチ構造(3)における平面まで平坦化処理され、および/または該基板(2)の第2の面(9)上に少なくとも1つの層(10)、有利には第3の絶縁層(15)が形成または取り付けられ、および/または少なくとも1つの構造(11)が形成される、請求項1または2記載の製造方法。
【請求項4】
前記基板(2)の第1の面(6)の平坦化処理後に、少なくとも1つのマスク層(14)および/または少なくとも1つの別の充填層(13)および/または別の層(28)および/または第2の絶縁層(15′)が、前記基板(2)の第1の面(6)上に形成および/または取り付けられる、請求項1から3のいずれか1項記載の製造方法。
【請求項5】
請求項1から4のいずれか1項記載の方法によって製造されるマイクロマシンコンポーネント(1)において、
少なくとも1つのトレンチ構造(3)を有しており、
前記トレンチ深さは、実質的に前記マイクロマシンコンポーネント(1)の厚さと等しく、該マイクロマシンコンポーネント(1)の裏面接続が基板(2)の第2の面(9)で可能であることを特徴とするマイクロマシンコンポーネント(1)。
【請求項6】
前記マイクロマシンコンポーネント(1)はキャップウェハ(17)を有しており、
該キャップウェハ(17)は前記基板(2)とシールガラス接合されている、および/または陽極接合されている、請求項5記載のマイクロマシンコンポーネント(1)。
【請求項7】
前記マイクロマシンコンポーネント(1)は、格子(18)および/または切欠き部および/または導体路および/または回路領域(21)を有している、請求項5または6記載のマイクロマシンコンポーネント(1)。
【請求項8】
前記マイクロマシンコンポーネント(1)は可動のセンサ構造を有し、および/または多結晶材料および/または単結晶材料を含む領域(7,8)を有している、請求項5から7のいずれか1項記載のマイクロマシンコンポーネント(1)。
【請求項9】
前記マイクロマシンコンポーネント(1)はセンサであり、例えば圧力センサまたは、加速度センサまたは、ヨーレートセンサである、請求項5から8のいずれか1項記載のマイクロマシンコンポーネント(1)。
【請求項10】
充填層(5)の充填材料および/または前記基板材料(2)および/または前記領域(7,8)は、シリコンおよび/またはゲルマニウムおよび/またはシリコンゲルマニウムから成る、請求項5から9のいずれか1項記載のマイクロマシンコンポーネント(1)。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図1G】
【図1H】
【図1I】
【図1J】
【図1K】
【図1L】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図2F】
【図2G】
【図2H】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図1G】
【図1H】
【図1I】
【図1J】
【図1K】
【図1L】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図2F】
【図2G】
【図2H】
【公表番号】特表2010−526672(P2010−526672A)
【公表日】平成22年8月5日(2010.8.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−504610(P2010−504610)
【出願日】平成20年4月8日(2008.4.8)
【国際出願番号】PCT/EP2008/054233
【国際公開番号】WO2008/132028
【国際公開日】平成20年11月6日(2008.11.6)
【出願人】(390023711)ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング (2,908)
【氏名又は名称原語表記】ROBERT BOSCH GMBH
【住所又は居所原語表記】Stuttgart, Germany
【Fターム(参考)】
【公表日】平成22年8月5日(2010.8.5)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年4月8日(2008.4.8)
【国際出願番号】PCT/EP2008/054233
【国際公開番号】WO2008/132028
【国際公開日】平成20年11月6日(2008.11.6)
【出願人】(390023711)ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング (2,908)
【氏名又は名称原語表記】ROBERT BOSCH GMBH
【住所又は居所原語表記】Stuttgart, Germany
【Fターム(参考)】
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