專利名稱：半導(dǎo)體裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本說明書所公開的發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置的制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，積極地展開了對(duì)能夠進(jìn)行無線數(shù)據(jù)收發(fā)的半導(dǎo)體裝置(半導(dǎo)體裝置)的開發(fā)。這種半導(dǎo)體裝置被稱為IC標(biāo)簽、ID標(biāo)簽、RF(射頻；Radio Frequency)標(biāo)簽、RFID(射頻識(shí)別；Radio FrequencyIdentification)標(biāo)簽、無線標(biāo)簽、電子標(biāo)簽、無線處理器、無線存儲(chǔ)器、無線芯片等(例如，參照專利文件1)。
此外，對(duì)半導(dǎo)體裝置的薄型化的研究以及開發(fā)已成為一個(gè)熱點(diǎn)。在形成諸如手機(jī)或數(shù)字照相機(jī)之類的要求小型化的產(chǎn)品的情況下，半導(dǎo)體裝置的薄型化是一種非常重要的技術(shù)。
半導(dǎo)體裝置一般由襯底(例如，Si片(wafer)或玻璃襯底等)和形成在襯底上的包括晶體管等的元件層構(gòu)成，并且，謀求襯底的薄型化，以將半導(dǎo)體裝置薄型化。
作為將襯底薄型化的方法，可以舉出各種技術(shù)。例如，可以舉出通過化學(xué)反應(yīng)等將襯底薄型化的藥液處理法、或者磨削、研磨襯底的方法。
專利文件1日本專利申請(qǐng)公開2004-282050在上述方法中，尤其是藥液處理法，因?yàn)槭拐谶M(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的玻璃襯底表面的脆性大大變大，所以難以將玻璃襯底的厚度控制為均勻的厚度。
此外，在上述方法中，尤其是在磨削、研磨襯底的方法中，因?yàn)樵谝r底側(cè)面容易發(fā)生缺口(以下稱作殘缺，chipping)，所以還存在著容易發(fā)生因玻璃襯底的薄型化的裂縫的問題。在襯底側(cè)面容易發(fā)生殘缺的原因是當(dāng)使用膠帶固定形成有元件層一側(cè)的一面，而磨削、研磨沒有形成有元件層一側(cè)的一面(襯底)時(shí)襯底的側(cè)面容易受到壓力壓迫的緣故。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明旨在以高成品率提供一種包括薄型化了的襯底的半導(dǎo)體裝置。
在本發(fā)明中，將保護(hù)層形成在襯底的預(yù)定部分上(至少是襯底的側(cè)面)之后，磨削、研磨所述襯底。
作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法之一，在襯底的一面上形成具有多個(gè)集成電路的元件層；至少接觸所述襯底的側(cè)面地形成保護(hù)層。然后，磨削所述襯底的另一面；研磨所述襯底的被磨削了的另一面；除去所述保護(hù)層；以及通過分開所述被研磨了的襯底和所述元件層來形成具有設(shè)有所述多個(gè)集成電路中的至少一個(gè)的層的疊層體。
此外，作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法之一，在襯底的一面上形成具有多個(gè)集成電路的元件層；至少接觸所述襯底的側(cè)面地形成保護(hù)層。然后，磨削所述襯底的另一面；研磨所述襯底的被磨削了的另一面；清洗所述襯底的被研磨了的另一面；使所述襯底的被清洗了的另一面干燥；除去所述保護(hù)層；以及通過分開所述被干燥了的襯底和所述元件層來形成具有設(shè)有所述多個(gè)集成電路中的至少一個(gè)的層的疊層體。
此外，作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法之一，在襯底的一面上形成具有多個(gè)集成電路的元件層；接觸所述襯底的另一面和所述襯底的側(cè)面地形成保護(hù)層。然后，磨削所述襯底的另一面；研磨所述襯底的被磨削了的另一面；除去所述保護(hù)層；以及通過分開所述被研磨了的襯底和所述元件層來形成具有設(shè)有所述多個(gè)集成電路中的至少一個(gè)的層的疊層體。
此外，在上述結(jié)構(gòu)中，使用柔性膜而密封所述疊層體的單面或雙面。
此外，作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法之一，在襯底的一面上形成具有多個(gè)集成電路的元件層；通過分開所述襯底和所述元件層來形成具有設(shè)有所述多個(gè)集成電路中的至少一個(gè)的層的疊層體，然后，至少接觸所述疊層體的側(cè)面地形成保護(hù)層。然后，磨削所述疊層體中的襯底的另一面；研磨所述襯底的被磨削了的另一面；以及，除去所述保護(hù)層。
此外，作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法之一，在襯底的一面上形成具有多個(gè)集成電路的元件層；通過分開所述襯底和所述元件層來形成具有設(shè)有所述多個(gè)集成電路中的至少一個(gè)的層的疊層體，然后，接觸所述疊層體中的襯底的另一面和所述疊層體的側(cè)面地形成保護(hù)層。然后，磨削所述疊層體中的襯底的另一面；研磨所述襯底的被磨削了的另一面；以及，除去所述保護(hù)層。
在上述結(jié)構(gòu)中，所述保護(hù)層是通過絲網(wǎng)印刷法、旋涂法、液滴噴出法、或點(diǎn)滴法而形成的。此外，在上述結(jié)構(gòu)中，使用可逆性材料作為所述保護(hù)層。此外，在上述結(jié)構(gòu)中，使用熱熔蠟(hot melt wax)或UV剝離性樹脂作為所述保護(hù)層。
在上述結(jié)構(gòu)中，所述被研磨了的襯底的厚度為2μm或更大至50μm或更小。
在襯底的預(yù)定部分形成保護(hù)層之后，例如，使用物理方法而使所述襯底變薄。更具體地，可以通過磨削、研磨該襯底的另一面來抑制當(dāng)磨削、研磨襯底時(shí)襯底側(cè)面發(fā)生缺口(殘缺)。此外，可以通過防止殘缺來抑制發(fā)生裂縫等。因此，可以提高半導(dǎo)體裝置的成品率且降低半導(dǎo)體裝置的成本。此外，通過使襯底的厚度為100μm或更小來使襯底具有柔性，因此，可以制造具有柔性的半導(dǎo)體裝置，而不采用從襯底上剝離元件層的方法。


圖1是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖(實(shí)施方式1)；圖2A和2B是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖(實(shí)施方式1)；圖3是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖(實(shí)施方式1)；圖4是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖(實(shí)施方式1)；圖5是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖(實(shí)施方式1)；圖6A至6D是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖(實(shí)施方式1)；圖7A和7B是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖(實(shí)施方式1)；圖8是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖(實(shí)施方式2)；圖9A和9B是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖(實(shí)施方式2)；圖10是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖(實(shí)施方式2)；圖11是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖(實(shí)施方式2)；
圖12是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖(實(shí)施方式2)；圖13A至13C是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖(實(shí)施方式3)；圖14A和14B是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖(實(shí)施方式3)；圖15是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖(實(shí)施方式3)；圖16是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖(實(shí)施方式3)；圖17A至17C是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式的圖(實(shí)施方式4)；圖18A至18H是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的使用方式的圖(實(shí)施方式5)。
具體實(shí)施例方式
下面，將參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。注意，本發(fā)明不局限于以下說明，本領(lǐng)域人員可以很容易地理解一個(gè)事實(shí)就是其方式和詳細(xì)內(nèi)容可以被變換為各種各樣的形式，而不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍。因此，本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為僅限定在以下所示的實(shí)施方式所記載的內(nèi)容中。注意，在以下說明的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，在互不相同的附圖中，使用同一符號(hào)表示同一部分。
此外，在本說明書中，以下記有材料和數(shù)值的各種條件等，但是，歸根結(jié)底，所述材料和數(shù)值的各種條件等是想要形成的目標(biāo)的材料和數(shù)值的條件，本領(lǐng)域人員可以很容易地理解一個(gè)事實(shí)就是實(shí)際上形成的物質(zhì)的元素組成或物性值稍微有誤差。此外，本領(lǐng)域人員還可以很容易地理解一個(gè)事實(shí)就是根據(jù)各種分析方法測(cè)定而獲得的結(jié)果本身也通常包括誤差。因此，本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為僅限定在以下所示的實(shí)施方式所記載的內(nèi)容中。作為本發(fā)明的范圍，包括與本說明書所記載的材料和數(shù)值等的條件之間稍微有誤差的材料和數(shù)值等的條件。
實(shí)施方式1在本實(shí)施方式中，將參照

本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)結(jié)構(gòu)。
首先，在襯底11的一面上形成設(shè)有多個(gè)集成電路的層12(以下記為“元件層12”)，該集成電路具有薄膜晶體管等的元件(圖1)。在本說明書中，“襯底11的一面”是指設(shè)有元件層12一側(cè)的面。
作為襯底11，可以使用玻璃襯底、石英襯底、硅襯底(片(wafer))金屬襯底、陶瓷襯底、不銹鋼襯底、塑料襯底、丙烯襯底、包含氟樹脂的玻璃布(由玻璃纖維制造的織品)或石英玻璃布的疊層體的表面涂敷有銅箔的襯底等。其中，優(yōu)選使用玻璃襯底。玻璃襯底的面積和形狀沒有特別的限制。因此，當(dāng)使用玻璃襯底作為襯底11時(shí)，可以容易使用例如其一邊為1m或更大的矩形狀的玻璃襯底，使得產(chǎn)率極為上升。與使用圓形硅襯底的情況相比，這是很大的優(yōu)點(diǎn)。此外，鑒于襯底本身的成本，也優(yōu)選使用玻璃襯底，而不使用石英襯底、硅襯底、金屬襯底、陶瓷襯底、不銹鋼襯底等。尤其是在要求襯底的大型化的情況下，玻璃襯底的優(yōu)勢(shì)更加明顯，并且，鑒于大量生產(chǎn)的觀點(diǎn)，也優(yōu)選使用玻璃襯底。在本實(shí)施方式中，使用玻璃襯底作為玻璃襯底11。
注意，當(dāng)憂慮雜質(zhì)等從襯底11污染到元件層12時(shí)，優(yōu)選在襯底11和元件層12之間形成基底膜。例如，當(dāng)使用玻璃襯底作為襯底11時(shí)，可以通過形成基底膜來防止包含在玻璃襯底中的堿金屬如鈉(Na)等侵入到元件層12中。
基底膜可以由單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)形成。此外，作為基底膜的材料，可以通過濺射法或等離子體CVD(Chemical Vapor Deposition；化學(xué)蒸發(fā)沉積)法等來使用氧化硅膜(SiOx膜)、氮化硅膜(SiNx膜)、包含氮的氧化硅膜(SiOxNy膜)(x＞y)(x、y是正整數(shù))、包含氧的氮化硅膜(SiNxOy膜)(x＞y)(x、y是正整數(shù))等。例如，當(dāng)基底膜由兩層結(jié)構(gòu)形成時(shí)，可以使用包含氧的氮化硅膜作為第一層的絕緣膜并使用包含氮的氧化硅膜作為第二層的絕緣膜。
元件層12具有多個(gè)集成電路，該多個(gè)集成電路在后面的步驟中分別被分開而成為半導(dǎo)體裝置(芯片)的一部分。換言之，在之后形成的半導(dǎo)體裝置(芯片)具有設(shè)有所述多個(gè)集成電路中的至少一個(gè)的層。集成電路，例如，至少具有以薄膜晶體管(TFT)或電阻器等為代表的元件，并且可以通過使用該元件等來形成各種各樣的集成電路如CPU、存儲(chǔ)器或微處理器等。此外，作為元件層12的結(jié)構(gòu)，除了薄膜晶體管等的元件以外，元件層12還可以具有天線。例如，由薄膜晶體管構(gòu)成的集成電路使用在天線中產(chǎn)生的交流電壓進(jìn)行工作，并且可以通過調(diào)制施加到天線的交流電壓來進(jìn)行向讀出器/寫入器的發(fā)送。天線可以與薄膜晶體管一起形成，或者也可以另外形成，然后實(shí)現(xiàn)天線和薄膜晶體管的電連接。
此外，可以覆蓋元件層12地形成絕緣膜作為用于確保元件層12的強(qiáng)度的保護(hù)層。優(yōu)選將該絕緣膜覆蓋元件層12地形成在整個(gè)面上，但是，不需要一定形成在整個(gè)面上，可以選擇性地形成該絕緣膜。作為絕緣膜，可以使用DLC(類金剛石碳)等的包含碳的膜、包含氮的氧化硅膜、包含氧的氮化硅膜、由有機(jī)材料(例如環(huán)氧等的樹脂材料)構(gòu)成的膜。作為形成絕緣膜的方法，可以使用濺射法、等離子體CVD法等的各種CVD法、旋涂法、液滴噴出法、或印刷法等。
其次，覆蓋元件層12地形成膜31，并且將膜31連接于襯底固定部件32。膜31起著當(dāng)磨削、研磨襯底時(shí)固定襯底、保護(hù)元件層12、以及當(dāng)將半導(dǎo)體裝置(芯片)從膜31分開時(shí)確保半導(dǎo)體裝置之間的間隙的作用?？梢允褂脭U(kuò)張膜作為起著這種作用的膜。此外，也可以使用由保護(hù)元件層12的膜和擴(kuò)張膜構(gòu)成的疊層膜。
此外，膜31優(yōu)選具有如下性質(zhì)在通常的狀態(tài)下具有高粘合性，而在被照射光的狀態(tài)下其粘合性降低。例如，可以使用通過照射紫外光而使其粘合性降低的UV膠帶。
其次，如圖2A和2B所示那樣形成保護(hù)層13。圖2A表示形成有保護(hù)層13的狀態(tài)的透視圖，而圖2B表示根據(jù)虛線A-A′截?cái)嗟慕孛鎴D。在本實(shí)施方式中，不僅覆蓋襯底11和元件層12的側(cè)面，而且還覆蓋襯底11的另一面上的周圍區(qū)域地形成保護(hù)層13，但是，只要至少覆蓋襯底11的側(cè)面地形成保護(hù)層13，就可以實(shí)施本發(fā)明。因此，也可以不僅覆蓋襯底11和元件層12的側(cè)面，而且還覆蓋襯底11的整個(gè)另一面地形成保護(hù)層13。此外，如圖2B所示那樣，優(yōu)選高于襯底11的高度地形成保護(hù)層13。
作為形成保護(hù)層13的方法，可以使用手涂法、絲網(wǎng)印刷法、旋涂法、采用了噴墨技術(shù)的液滴噴出法、點(diǎn)滴法。此外，作為保護(hù)層13的材料，可以使用具有柔軟性的材料。例如，可以在涂敷環(huán)氧樹脂或丙烯樹脂等之后將它焙燒而實(shí)現(xiàn)硬化。優(yōu)選使用在以后的步驟中可以容易剝?nèi)ヒr底的材料，即，可逆性材料。在本說明書中，“可逆性材料”是指根據(jù)熱或光的作用材料的性質(zhì)可逆性地變化的材料，可以舉出熱熔蠟或UV剝離性樹脂作為其一個(gè)例子。在本實(shí)施方式中，使用可逆性材料。
當(dāng)使用諸如環(huán)氧樹脂或丙烯樹脂等的不可逆性材料作為保護(hù)層13時(shí)，通過在比涂敷有不可逆性材料的區(qū)域更內(nèi)側(cè)的區(qū)域進(jìn)行切斷，可以將提供在內(nèi)側(cè)的元件層12的區(qū)域用作半導(dǎo)體裝置。
此外，當(dāng)使用可逆性材料作為保護(hù)層13時(shí)，通過在進(jìn)行干燥處理之后使可逆性材料軟化而除去留存的保護(hù)層13，可以使用整個(gè)元件層12作為半導(dǎo)體裝置。換言之，不僅可以制造諸如RFID標(biāo)簽之類的芯片，而且還可以制造設(shè)有顯示裝置的像素的襯底(例如用于EL顯示裝置或液晶顯示裝置的面板)。
其次，將貼有襯底11的襯底固定部件(框)32設(shè)置于吸著部件33，其中襯底由膜31而貼到襯底固定部件32。在此，為了襯底固定部件32不被磨削、研磨，使襯底11的一面(設(shè)有膜31的一側(cè)的面)低于襯底固定部件32的一個(gè)表面地設(shè)置膜31。吸著部件33，例如，由多孔吸盤34和基臺(tái)35構(gòu)成。此外，多孔吸盤34由多孔材料構(gòu)成，并具有真空吸盤結(jié)構(gòu)。
其次，例如使用物理方法而使襯底11變薄。更具體地，通過磨削部件41磨削襯底11的另一面(圖3)。在此，將襯底11磨削為100μm或更小的厚度。在磨削襯底11的同時(shí)，形成在襯底11的側(cè)面的保護(hù)層13也被磨削。一般地，在這種磨削步驟中，轉(zhuǎn)動(dòng)固定有襯底11的基臺(tái)35和磨削部件41的單方或雙方，以磨削襯底11的另一面。磨削部件41，例如，相當(dāng)于磨刀石。注意，在本說明書中，“襯底11的另一面”為與設(shè)有元件層12的一側(cè)的面相反一側(cè)的面，是被磨削部件41磨削的一側(cè)的面。此外，也可以根據(jù)需要進(jìn)行清洗，以除去在磨削步驟中產(chǎn)生的灰塵。在這種情況下，使因清洗而產(chǎn)生的水滴自然干燥，或者使用干燥方法使它干燥。作為干燥方法，具體地可以舉出轉(zhuǎn)動(dòng)襯底11的方法、使用風(fēng)機(jī)將氣體如氣(大氣)等吹到襯底11的方法等。
其次，例如，通過研磨部件42研磨被磨削的襯底11的另一面(圖4)。在研磨襯底11的同時(shí)，形成在襯底11的側(cè)面的保護(hù)層13也被研磨?？梢匝心ヒr底11并使它的厚度薄于100μm，優(yōu)選研磨襯底11并使它的厚度為2μm或更大至50μm或更小(更優(yōu)選為4μm或更大至30μm或更小)。通過這樣使襯底11變薄(例如，磨削、研磨襯底11)使得襯底11具有柔性，因此，可以制造具有柔性的半導(dǎo)體裝置，而不采用從襯底11上剝離元件層的方法。像上述磨削步驟那樣，轉(zhuǎn)動(dòng)固定有襯底11的基臺(tái)35和研磨部件42的單方或雙方，以進(jìn)行這種研磨襯步驟。研磨部件42，例如，相當(dāng)于涂敷有研磨粒的研磨墊子。此外，也可以根據(jù)需要進(jìn)行清洗，以除去在研磨步驟中產(chǎn)生的灰塵。在這種情況下，使因清洗而產(chǎn)生的水滴自然干燥，或者使用干燥方法使它干燥。作為干燥方法，具體地可以舉出轉(zhuǎn)動(dòng)襯底11的方法、使用風(fēng)機(jī)將氣體如氣(大氣)等吹到襯底11的方法等。
其次，通過切斷裝置43切斷襯底11和元件層12(圖5)。在此，切斷各集成電路的境界線(集成電路之間)，使得元件層12具有的多個(gè)集成電路各分離。此外，切斷設(shè)在元件層12中的絕緣膜，而不切斷設(shè)在元件層12中的元件。根據(jù)這種切斷步驟，形成多個(gè)具有被薄型化了的襯底11和設(shè)有所述多個(gè)集成電路中的至少一個(gè)的層15的疊層體16。切斷裝置43，例如，相當(dāng)于切割器、激光器、線鋸。
在使用可逆性材料作為保護(hù)層13的情況下，在通過切斷裝置43進(jìn)行切斷步驟之前，優(yōu)選對(duì)保護(hù)層13引起可逆反應(yīng)，以從襯底11除去保護(hù)層13，或者確保從保護(hù)層13容易剝?nèi)ヒr底11的狀態(tài)。通過在切斷之前預(yù)先除去保護(hù)層13，也可以利用形成有保護(hù)層13的元件層12的周圍區(qū)域作為設(shè)有集成電路的層15。在本實(shí)施方式中，使用可逆性材料作為保護(hù)層13，并且在切斷之前預(yù)先除去保護(hù)層13，因此，保護(hù)層13未圖示在圖5中。
其次，延伸膜31并在疊層體16之間形成間隙(圖6A)。此時(shí)，優(yōu)選沿著膜31的面方向均勻伸展(沿著面方向均等地拉長)膜31，以使疊層體16之間的間隙均等。接著，對(duì)膜31照射光。在膜31是UV膠帶的情況下，照射紫外光。通過照射光，膜31的粘合性降低，并且在膜31和疊層體16之間的貼緊性降低。因此，成為可以通過物理方法從膜31分離疊層體16的狀態(tài)。
注意，本說明書中的物理方法，具體地，是指具有可以適用力學(xué)法則的過程的力學(xué)方法或機(jī)械方法，并且是指改變某種力學(xué)能源(機(jī)械能源)的方法。也就是說，用物理方法分離意味著例如使用噴嘴噴射的氣體的風(fēng)壓、超聲波或使用楔形部件的負(fù)荷等從外部給予沖擊(壓力壓迫)而進(jìn)行分離。
注意，在上述步驟中，在延伸膜31的步驟之后進(jìn)行了向膜31照射光的步驟，但是本發(fā)明不局限于該順序。也可以在向膜31照射光的步驟之后進(jìn)行延伸膜31的步驟。
接著，根據(jù)需要進(jìn)行疊層體16的密封處理。密封處理包括兩種方法。首先，對(duì)于第一方法進(jìn)行說明。
在第一方法中，首先通過轉(zhuǎn)移裝置44從膜31分離疊層體16(圖6B)。接著，通過轉(zhuǎn)移裝置44將疊層體16設(shè)置到第一基體51上，以將疊層體16的一面粘合到第一基體51。注意，轉(zhuǎn)移裝置44，具體地，包括接觸轉(zhuǎn)移方法如使用銷子的升舉、使用機(jī)械臂的拾取、使用真空機(jī)構(gòu)的真空吸著等；以及非接觸轉(zhuǎn)移方法，其中利用磁力、空氣壓、靜電力作為吸著力或懸浮力；等等。
接著，將疊層體16的另一面粘合到第二基體52(圖6C)。該步驟是通過使用層壓裝置(貼合裝置)進(jìn)行的，該層壓裝置包括具有加熱機(jī)構(gòu)和加壓機(jī)構(gòu)的一方或雙方的層壓滾筒45和卷繞有第二基體52的供給滾筒46。通過層壓滾筒45和供給滾筒46順序旋轉(zhuǎn)，連續(xù)地進(jìn)行疊層體16的密封處理。具體地，由層壓滾筒45將疊層體16的另一面粘合到第二基體52，并且，通過進(jìn)行加熱處理和加壓處理的一方或雙方，由第一基體51和第二基體52密封疊層體16。
作為用于密封的第一基體51和第二基體52，可以使用由粘合合成樹脂膜(丙烯基合成樹脂、環(huán)氧基合成樹脂等)和如下膜構(gòu)成的疊層膜等進(jìn)行了抗靜電處理的膜(抗靜電膜)；由聚丙烯、聚酯、乙烯、聚氟乙烯或氯乙烯等構(gòu)成的膜；由纖維材料構(gòu)成的紙；基材膜(聚酯、聚酰胺、無機(jī)蒸發(fā)沉積膜(其表面上蒸發(fā)沉積有氧化硅或鋁氧等的無機(jī)材料的膜)、紙類等)。作為進(jìn)行了抗靜電處理的膜可以舉出在樹脂中分散有抗靜電材料的膜、貼有抗靜電材料的膜等。作為貼有抗靜電材料的膜，可以采用單面上貼有抗靜電材料的膜，或者雙面上貼有抗靜電材料的膜。此外，單面上貼有抗靜電材料的膜既可在該膜的內(nèi)側(cè)貼有該抗靜電材料，又可在該膜的外側(cè)貼有該抗靜電材料。此外，可以將該抗靜電材料貼附到該膜的整個(gè)面或一部分上。作為抗靜電材料，可以使用鋁等的金屬、含有銦和錫的氧化物(ITO)、或兩性界面活性劑的金屬鹽、咪唑啉型兩性界面活性劑、包含含有羧基和季銨堿作為側(cè)鏈的交聯(lián)共聚物高分子的樹脂材料等。通過使用抗靜電膜作為第一基體51和第二基體52，可以防止來自外部的靜電給予集成電路的負(fù)面影響。
通過熱壓合(加熱處理和加壓處理)，第一基體51和第二基體52粘合到疊層體16。在進(jìn)行加熱處理和加壓處理時(shí)，通過加熱處理熔化設(shè)在第一基體51和第二基體52的最外表面的粘合層或設(shè)在第一基體51和第二基體52的最外層的層(不是粘合層)，之后通過施加壓力而粘合。此外，在第一基體51和第二基體52的表面上可以設(shè)有粘合層，或者也可沒設(shè)有粘合層。粘合層相當(dāng)于含有粘合劑如熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、環(huán)氧樹脂基粘合劑、或樹脂添加劑等的層。此外，在完成密封之后，優(yōu)選對(duì)第一基體51和第二基體52的表面上進(jìn)行硅質(zhì)涂敷，以防止水分等進(jìn)入疊層體16內(nèi)部。注意，在本說明書中，“硅質(zhì)涂敷”意味著將二氧化硅(硅質(zhì))、包含氧的氮化硅、包含氮的氧化硅等的粉末涂敷在被處理物的表面。
下面對(duì)于上述層壓處理進(jìn)行更詳細(xì)的說明。層壓滾筒45和供給滾筒46順序旋轉(zhuǎn)，供給滾筒46將第二基體52供給給層壓滾筒45。此外，設(shè)有多個(gè)疊層體16的第一基體51由搬送裝置47順序搬送。層壓處理相當(dāng)于如下處理當(dāng)粘合有疊層體16的第一基體51經(jīng)過層壓滾筒45和搬送裝置47之間時(shí)，疊層體16、第一基體51和第二基體52由層壓滾筒45和搬送裝置47進(jìn)行加壓處理和加熱處理的一方或雙方。在進(jìn)行層壓處理之后，疊層體16由第一基體51和第二基體52密封。注意，搬送裝置47相當(dāng)于傳送帶、多個(gè)滾筒或機(jī)器臂等。此外，在由層壓滾筒45和搬送裝置47進(jìn)行加熱處理的情況下，層壓滾筒45具有相當(dāng)于電熱絲的加熱器或油等的加熱機(jī)構(gòu)。
其次，通過切斷裝置48切斷第一基體51和第二基體52(圖6D)。切斷裝置48相當(dāng)于切割器、激光器、線鋸等。根據(jù)如上步驟，完成半導(dǎo)體裝置(芯片)17。
下面，對(duì)于第二方法進(jìn)行說明。
首先，覆蓋疊層體16的一面地設(shè)置第一基體51(圖7A)。然后，通過用加熱裝置49加熱第一基體51，將疊層體16的一面粘合到第一基體51。接著，從膜31分離疊層體16(圖7B)。
其次，通過將疊層體16的另一面粘合到第二基體52，而使疊層體16由第一基體51和第二基體52密封(圖6C)。接著，切斷第一基體51和第二基體52(圖6D)。這些步驟與上述第一方法同樣地進(jìn)行即可。根據(jù)如上步驟，完成半導(dǎo)體裝置(芯片)17。
注意，在上述第二方法中，在向膜31照射光之后，覆蓋疊層體16的一面地設(shè)置第一基體51(圖7A)。然而，本發(fā)明不局限于該順序，也可以采用如下順序，即，在覆蓋疊層體16的一面地設(shè)置第一基體51并且加熱該第一基體51之后，向膜31照射光，以便降低膜31和疊層體16之間的貼緊性。
在本實(shí)施方式中，用第一基體51和第二基體52的兩張膜密封了疊層體16，但是也可以只用第一基體51密封疊層體16。這是因?yàn)樵诏B層體16中的襯底11本身具有防止來自外部的水分或雜質(zhì)混入的作用。因此，也可以采用如下結(jié)構(gòu)，即，用第一基體51覆蓋疊層體16中的設(shè)有集成電路的層15的表面。
根據(jù)上述步驟完成的半導(dǎo)體裝置(芯片)17，在至少覆蓋襯底的側(cè)面地形成保護(hù)層之后進(jìn)行襯底的磨削、研磨，因此，不容易發(fā)生在磨削、研磨步驟中的殘缺和裂縫。因此，可以高成品率地制造襯底薄且輕量的半導(dǎo)體裝置。此外，由于襯底薄，所以將本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置安裝在物品中，也不會(huì)影響到外觀。此外，半導(dǎo)體裝置17的柔性的高低也取決于半導(dǎo)體裝置17的大小和形狀。因此，如果要獲得柔性高的半導(dǎo)體裝置17，適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)其大小和形狀等來制造半導(dǎo)體裝置17，即可。
實(shí)施方式2在本實(shí)施方式中，將說明與實(shí)施方式1所說明的方法不同的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
首先，在襯底11的一面上形成元件層12。接著，覆蓋元件層12地形成膜31，并且將膜31連接于襯底固定部件32。在實(shí)施方式1中說明了襯底11和元件層12的材料和形成方法，因此，在本實(shí)施方式中詳細(xì)說明之后的步驟。
其次，使用切斷裝置211從襯底11的另一面切斷襯底11和元件層12以形成多個(gè)具有襯底11和設(shè)有至少一個(gè)集成電路的層15的疊層體201(圖8)。注意，切斷裝置211，例如，相當(dāng)于切割器、激光器、線鋸。注意，在上述切斷步驟中，不要切斷膜31。
其次，至少覆蓋疊層體201的側(cè)面地形成保護(hù)層13。在本實(shí)施方式中，如圖9A所示那樣，不僅覆蓋疊層體201的側(cè)面，而且還覆蓋襯底11的整個(gè)另一面上地形成保護(hù)層13，但是，如圖9B所示那樣，也可以不僅覆蓋疊層體201的側(cè)面，而且還覆蓋襯底11的另一面的一部分地形成保護(hù)層13。圖9A表示形成有保護(hù)層13的狀態(tài)的透視圖以及根據(jù)虛線A-A′截?cái)嗟慕孛鎴D。圖9B表示形成有保護(hù)層13的狀態(tài)的透視圖以及根據(jù)虛線B-B′截?cái)嗟慕孛鎴D。
作為形成保護(hù)層13的方法，可以使用手涂法、絲網(wǎng)印刷法、旋涂法、采用了噴墨技術(shù)的液滴噴出法、點(diǎn)滴法。此外，作為保護(hù)層13的材料，可以使用具有柔軟性的材料。例如，可以在涂敷環(huán)氧樹脂或丙烯樹脂等之后將它焙燒而實(shí)現(xiàn)硬化。此外，優(yōu)選使用在以后的步驟中可以容易剝?nèi)ヒr底的材料，即，可逆性材料。在本實(shí)施方式中，使用可逆性材料。
其次，將貼有疊層體201的襯底固定部件32設(shè)置于吸著部件33，其中疊層體201由膜31而貼到襯底固定部件32。在此，為了襯底固定部件32不被磨削、研磨，使襯底11的一面(設(shè)有膜31的一側(cè)的面)低于襯底固定部件32的一個(gè)表面地設(shè)置膜31。吸著部件33，例如，由多孔吸盤34和基臺(tái)35構(gòu)成。此外，多孔吸盤34由多孔材料構(gòu)成，并具有真空吸盤機(jī)構(gòu)。
其次，例如，使用物理方法而使襯底11變薄，更具體地，通過磨削部件41磨削襯底11的另一面(圖10)。在這個(gè)磨削步驟中，首先磨削保護(hù)層13，然后磨削襯底11的另一面。此外，在這個(gè)磨削步驟中，將襯底11磨削為100μm或更小的厚度。一般地，在這種磨削步驟中，轉(zhuǎn)動(dòng)固定有襯底11的基臺(tái)35和磨削部件41的單方或雙方，以磨削襯底11的另一面。磨削部件41，例如，相當(dāng)于磨刀石。此外，也可以根據(jù)需要進(jìn)行清洗，以除去在磨削步驟中產(chǎn)生的灰塵。在這種情況下，使因清洗而產(chǎn)生的水滴自然干燥，或者使用干燥方法使它干燥。作為干燥方法，具體地可以舉出轉(zhuǎn)動(dòng)襯底11的方法、使用風(fēng)機(jī)將氣體如氣(大氣)等吹到襯底11的方法等。
其次，例如，通過研磨部件42研磨被磨削的襯底11的另一面(圖11)。在這個(gè)研磨步驟中，可以將襯底11研磨為薄于100μm的厚度，優(yōu)選將襯底11研磨為具有2μm或更大至50μm或更小(更優(yōu)選為4μm或更大至30μm或更小)的厚度。通過這樣使襯底11變薄(例如，磨削、研磨襯底11)使得襯底11具有柔性，因此，可以制造具有柔性的半導(dǎo)體裝置，而不采用從襯底11上剝離元件層的方法。像上述磨削步驟那樣，轉(zhuǎn)動(dòng)固定有襯底11的基臺(tái)35和研磨部件42的單方或雙方，以進(jìn)行這種研磨步驟。研磨部件42，例如，相當(dāng)于涂敷有研磨粒的研磨墊子。此外，也可以根據(jù)需要進(jìn)行清洗，以除去在研磨步驟中產(chǎn)生的灰塵。在這種情況下，使因清洗而產(chǎn)生的水滴自然干燥，或者使用干燥方法使它干燥。作為干燥方法，具體地可以舉出轉(zhuǎn)動(dòng)襯底11的方法、使用風(fēng)機(jī)將氣體如氣(大氣)等吹到襯底11的方法等。
其次，對(duì)保護(hù)層13引起可逆反應(yīng)，以除去留存的保護(hù)層13。注意，代替除去留存的保護(hù)層13，也可以確保從保護(hù)層13容易剝?nèi)クB層體201的狀態(tài)。根據(jù)上述步驟，可以獲得具有被薄型化了的襯底11的疊層體202(圖12)。
接著，根據(jù)需要，通過使用基體(膜)來對(duì)具有被薄型化了的襯底11的疊層體202進(jìn)行密封處理。根據(jù)上述步驟，完成半導(dǎo)體裝置(芯片)17。由于密封處理是可以使用實(shí)施方式1所說明的方法來進(jìn)行的，所以在此省略其說明。
根據(jù)上述步驟完成的半導(dǎo)體裝置(芯片)17，至少在疊層體的側(cè)面形成保護(hù)層之后進(jìn)行襯底的磨削、研磨，因此，不容易發(fā)生在磨削、研磨步驟中的殘缺和裂縫。因此，可以高成品率地制造襯底薄且輕量的半導(dǎo)體裝置。此外，由于襯底薄，所以將本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置安裝在物品中，也不會(huì)影響到外觀。此外，半導(dǎo)體裝置17的柔性的高低也取決于半導(dǎo)體裝置17的大小和形狀。因此，如果要獲得柔性高的半導(dǎo)體裝置17，適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)其大小和形狀等來制造半導(dǎo)體裝置17，即可。
本實(shí)施方式可以與上述實(shí)施方式自由地組合而實(shí)施。換言之，在本實(shí)施方式中，也可以利用上述實(shí)施方式所說明的材料和形成方法，并且，在上述本實(shí)施方式中，也可以利用本實(shí)施方式所說明的材料和形成方法。
實(shí)施方式3在本實(shí)施方式中，將參照

包括薄膜晶體管和天線的本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法。本實(shí)施方式特別詳細(xì)說明元件層的結(jié)構(gòu)。
首先，在襯底701上形成基底膜703(圖13A)。由于襯底701和基底膜703可以采用實(shí)施方式1所說明的材料或形成方法，所以在此省略其說明。下面，將說明在基底膜703上形成元件層的步驟。
首先，在基底膜703上形成非晶半導(dǎo)體膜704(例如，以非晶硅為主要成分的膜)。非晶半導(dǎo)體膜704通過使用濺射法或等離子體CVD法等的各種CVD法被形成為25至200nm(優(yōu)選為30至150nm)的厚度。接著，將非晶半導(dǎo)體膜704結(jié)晶化，以形成結(jié)晶半導(dǎo)體膜。作為結(jié)晶化的方法，可以使用激光結(jié)晶化法、使用RTA或退火爐的熱結(jié)晶化法、使用促使結(jié)晶化的金屬元素的熱結(jié)晶化法、以及組合使用促使結(jié)晶化的金屬元素的熱結(jié)晶化法和激光結(jié)晶化法的方法等。然后，將獲得了的結(jié)晶半導(dǎo)體膜蝕刻為所希望的形狀，以形成結(jié)晶半導(dǎo)體膜706至710(圖13B)。注意，也可以不暴露于大氣而連續(xù)形成基底膜703和非晶半導(dǎo)體膜704。
下面，簡單說明結(jié)晶半導(dǎo)體膜706至710的制造步驟的一個(gè)例子。作為將非晶半導(dǎo)體膜結(jié)晶化的方法，可以舉出激光結(jié)晶化法、使用RTA或退火爐的熱結(jié)晶化法、使用促使結(jié)晶化的金屬元素的熱結(jié)晶化法、以及組合使用促使結(jié)晶化的金屬元素的熱結(jié)晶化法和激光結(jié)晶化法的方法等。此外，作為其他的結(jié)晶化方法，也可以施加DC偏壓而產(chǎn)生熱等離子體并使該熱等離子體作用于半導(dǎo)體膜，以進(jìn)行結(jié)晶化。
在本實(shí)施方式中，在使用等離子體CVD法形成膜厚為40至300nm的非晶半導(dǎo)體膜之后，進(jìn)行加熱處理而使非晶半導(dǎo)體膜結(jié)晶化，以形成結(jié)晶半導(dǎo)體膜706至710。作為加熱處理，可以使用激光加熱爐、激光照射，或者可以代替激光而使用從燈中發(fā)射的光進(jìn)行照射(以下記為燈退火)?；蛘?，可以組合上述方法而使用。
在使用激光照射的情況下，可以使用連續(xù)振蕩型的激光(CW激光)或脈沖振蕩型的激光(脈沖激光)。作為可以使用的激光，可以使用從選自如下激光器的一種或多種中獲得的激光氣體激光器如Ar激光器、Kr激光器、受激準(zhǔn)分子激光器等；以將Nd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm和Ta中的一種或多種作為摻雜劑添加的單晶YAG、YVO4、鎂橄欖石(Mg2SiO4)、YAIO3、GdVO4、或者多晶(陶瓷)YAG、Y2O3、YVO4、YAIO3、GdVO4作為介質(zhì)的激光器；玻璃激光器；紅寶石激光器；變石激光器；Ti藍(lán)寶石激光器；銅蒸汽激光器；以及金蒸汽激光器。通過照射上述激光的基波或該基波的第二至第四高次諧波的激光，可以獲得粒徑大的結(jié)晶。例如，可以使用Nd:YVO4激光器(基波為1064nm)的第二高次諧波(532nm)和第三高次諧波(355nm)。在此，激光的能量密度必需為大約0.01至100MW/cm2(優(yōu)選為0.1至10MW/cm2)。并且，以掃描速度為大約10至2000cm/sec而進(jìn)行照射。
以將Nd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm和Ta中的一種或多種作為摻雜劑添加的單晶YAG、YVO4、鎂橄欖石(Mg2SiO4)、YAIO3、GdVO4、或者多晶(陶瓷)YAG、Y2O3、YVO4、YAIO3、GdVO4作為介質(zhì)的激光器；Ar離子激光器；以及Ti藍(lán)寶石激光器可以使激光連續(xù)振蕩，也可以通過進(jìn)行Q開關(guān)工作和鎖模等來以10MHz或更大的振蕩頻率使激光脈沖振蕩。當(dāng)以10MHz或更大的振蕩頻率使激光振蕩時(shí)，在半導(dǎo)體膜被激光器熔化到固化的期間，下一個(gè)脈沖照射到半導(dǎo)體膜。因此，與當(dāng)使用低振蕩頻率的脈沖激光器時(shí)不相同，可以在半導(dǎo)體膜中連續(xù)移動(dòng)固體和液體的界面，因此，可以獲得沿著掃描方向連續(xù)成長的結(jié)晶粒。
當(dāng)使用如上所述的連續(xù)振蕩激光器或以10MHz或更大的頻率振蕩的激光進(jìn)行結(jié)晶化時(shí)，可以使被結(jié)晶化了的半導(dǎo)體膜的表面為平坦。結(jié)果，也可以將之后形成的柵極絕緣膜705薄膜化，此外，有助于提高柵極絕緣膜的抗壓。
此外，當(dāng)使用陶瓷(多晶)作為介質(zhì)時(shí)，可以以短時(shí)間且低成本將介質(zhì)形成為任意形狀。當(dāng)使用單晶時(shí)，通常使用直徑為幾mm且長度為幾十mm的圓柱狀的介質(zhì)。但是，當(dāng)使用陶瓷時(shí)，可以形成更大的介質(zhì)。
不管在單晶中或在多晶中都不容易大大改變直接影響發(fā)光的介質(zhì)中的摻雜劑如Nd和Yb等的濃度，因此，對(duì)通過增加摻雜劑的濃度來提高激光器的輸出就有一定的限制。但是，當(dāng)使用陶瓷時(shí)，比起單晶來，可以明顯增加介質(zhì)的尺寸，因此，可以期待大幅度提高輸出。
再者，當(dāng)使用陶瓷時(shí)，可以容易形成平行六面體形狀或長方體形狀的介質(zhì)。通過使用上述形狀的介質(zhì)而在介質(zhì)內(nèi)部使振蕩光具有鋸齒形地傳播，可以使振蕩光路為長。因此，增幅增大，可以以高輸出使激光振蕩。此外，由于從上述形狀的介質(zhì)發(fā)射的激光在被發(fā)射時(shí)的截面形狀為四角形狀，所以，比起圓狀光束來，有利于被調(diào)整而形成為線狀光束。通過使用光學(xué)系統(tǒng)對(duì)如上所述那樣發(fā)射的激光進(jìn)行整形，可以容易獲得短邊長為1mm或更小、長邊長為幾mm至幾m的線狀光束。此外，將激發(fā)光均勻照射到介質(zhì)，使得線狀光束的能量分布沿著長邊方向均勻。
通過將上述線狀光束照射半導(dǎo)體膜，可以對(duì)半導(dǎo)體膜進(jìn)行更均勻的退火。當(dāng)必須對(duì)直到線狀光束的兩端進(jìn)行均勻的退火時(shí)，只要在其兩端配置狹縫并遮擋能量的衰弱部、等等，即可。
可以使用如上所述那樣獲得的強(qiáng)度均勻的線狀光束對(duì)半導(dǎo)體膜進(jìn)行退火，并且使用該半導(dǎo)體膜制造半導(dǎo)體裝置，使得該半導(dǎo)體裝置的特性為良好且均勻。
其次，形成覆蓋結(jié)晶半導(dǎo)體膜706至710的柵極絕緣膜705?？梢圆捎脼R射法或等離子體CVD法等的各種CVD法形成柵極絕緣膜705。具體地，使用氧化硅膜(SiOx膜)、氮化硅膜(SiNx膜)、包含氮的氧化硅膜(SiOxNy膜)(x＞y)(x、y分別是正整數(shù))、或包含氧的氮化硅膜(SiNxOy膜)(x＞y)(x、y分別是正整數(shù))作為單層結(jié)構(gòu)，或者適當(dāng)?shù)貙盈B這些膜來形成柵極絕緣膜。此外，也可以在包含氧、氮、或氧和氮的氣氛中對(duì)結(jié)晶半導(dǎo)體膜706至710進(jìn)行高密度等離子體處理，使得結(jié)晶半導(dǎo)體膜706至710的表面氧化或氮化，以形成柵極絕緣膜。通過進(jìn)行高密度等離子體處理，比起使用CVD法或?yàn)R射法等而形成的膜來，可以形成膜厚或膜質(zhì)等的均勻性更高且細(xì)致的柵極絕緣膜。
在本說明書中的“高密度等離子體處理”的特征在于等離子體的電子密度為1×1011cm-3或更大至1×1013cm-3或更小，并且等離子體的電子溫度為0.5eV或更大至1.5eV或更小。下面，在本說明書中只記為“高密度等離子體處理”的情況下，該“高密度等離子體處理”意味著以上述條件進(jìn)行等離子體處理。由于等離子體的電子密度雖然較高，但在形成在襯底上的被處理物(金屬膜)附近的電子溫度較低，所以可以防止產(chǎn)生對(duì)襯底的等離子體損傷。此外，等離子體的電子密度為高密度的1×1011cm-3或更大，因此，進(jìn)行氧化(或氮化)處理而形成的氧化物(或氮化物)的膜厚均勻性高，并且可以形成細(xì)致的膜。此外，等離子體的電子溫度為低溫度的1.5eV或更小，因此，比起等離子體處理或熱氧化法來，可以以更低溫度進(jìn)行氧化處理(或氮化處理)。例如，即使以比玻璃襯底的應(yīng)變點(diǎn)溫度低到100℃或更大的溫度(典型的為250至550℃)進(jìn)行等離子體處理，也可以充分進(jìn)行等離子體氧化處理(或等離子體氮化處理)。使用微波(2.45GHz)作為用于形成等離子體的電源頻率。此外，等離子體的電位為5V或更小，即，低電位，因此，可以抑制原料分子的過量分解。
作為包含氧的氣氛，可以使用混合有氧(O2)、二氧化氮(NO2)、或一氧化二氮(N2O)和稀有氣體的混合氣體、或混合有氧(O2)、二氧化氮(NO2)、或一氧化二氮(N2O)和稀有氣體和氫(H2)的混合氣體。作為稀有氣體，可以舉出氬(Ar)、氙(Xe)、氪(Kr)?？梢赃m當(dāng)?shù)貨Q定混合氣體中的各氣體的流量比(或壓力比)。作為混合氣體的組合的一個(gè)例子，可以使氧(或二氧化氮、一氧化二氮)為0.1至100sccm并使氬為100至5000sccm。此外，作為混合氣體的組合的其他例子，使氧(或二氧化氮、一氧化二氮)為0.1至100sccm，使氫為0.1至100sccm，以及使氬為100至5000sccm。優(yōu)選使氧(或二氧化氮、一氧化二氮)∶氫∶氬＝1∶1∶100地引入混合氣體。例如，使氧(或二氧化氮、一氧化二氮)為5sccm，使氫為5sccm，以及使氬為500sccm地引入混合氣體。通過在混合氣體中引入氫，可以縮短氧化的處理時(shí)間。
作為包含氮的氣氛，可以使用混合有氮(N2)或氨(NH3)和稀有氣體的混合氣體、或混合有氮(N2)或氨(NH3)和稀有氣體和氫(H2)的混合氣體。作為混合氣體的組合的一個(gè)例子，可以使氮(或氨)為20至2000sccm并使氬為100至10000sccm。此外，作為混合氣體的組合的其他例子，可以使氮(或氨)為20至2000sccm，使氫為1至500sccm，以及使氬為100至10000sccm。優(yōu)選使氮(或氨)∶氫∶氬＝20∶1∶100地引入混合氣體。例如，可以使氮(或氨)為100sccm，使氫為5sccm，以及使氬為500sccm地引入混合氣體。通過在混合氣體中引入氫，可以縮短氮化的處理時(shí)間。
作為包含氧和氮的氣氛，可以使用混合有N2或NH3和O2和稀有氣體的混合氣體。作為混合氣體的組合的一個(gè)例子，可以使氮(或氨)為20至1000sccm，使氧為10至500sccm，以及使氬為100至5000sccm。優(yōu)選使氮(或氨)∶氧∶氬＝2∶1∶10地引入混合氣體。
在進(jìn)行高密度等離子體處理而形成柵極絕緣膜705的情況下，1至20nm，典型的為5至10nm的絕緣膜形成在結(jié)晶半導(dǎo)體膜706至710上。由于在這種情況下的反應(yīng)是固相反應(yīng)，所以可以使所述絕緣膜和結(jié)晶半導(dǎo)體膜706至710之間的界面態(tài)密度極為低。此外，由于將結(jié)晶半導(dǎo)體膜706至710直接氧化或氮化，所以可以使被形成的柵極絕緣膜705的厚度不均勻性為極低的理想狀態(tài)。再者，由于在結(jié)晶硅的晶界也不發(fā)生較強(qiáng)的氧化，所以可以成為非常合適的狀態(tài)。換言之，通過進(jìn)行在此說明的高密度等離子體處理而將半導(dǎo)體膜的表面固相氧化，可以形成均一性好且界面態(tài)密度低的絕緣膜，而不引起在晶界上的異常氧化反應(yīng)。
注意，可以僅僅使用進(jìn)行高密度等離子體處理而形成的絕緣膜作為柵極絕緣膜705，或者可以不僅使用上述絕緣膜，而且還可以通過利用等離子體或熱反應(yīng)的CVD法層疊氧化硅、包含氧的氮化硅、包含氮的氧化硅等的絕緣膜來形成柵極絕緣膜705?？傊?，包括使用高密度等離子體而形成的絕緣膜作為柵極絕緣膜的一部或全部來形成的晶體管可以使特性不均勻性為低。
此外，對(duì)于非晶半導(dǎo)體膜704照射連續(xù)振蕩激光器或以10MHz或更大的頻率振蕩的激光，并沿著一個(gè)方向掃描而實(shí)現(xiàn)結(jié)晶化了的結(jié)晶半導(dǎo)體膜706至710具有結(jié)晶沿著其光束的掃描方向成長的特性。因此，通過按照溝道長度方向(當(dāng)形成溝道形成區(qū)域時(shí)載流子流過的方向)設(shè)定掃描方向而配置晶體管，并且使用進(jìn)行高密度等離子體處理而形成的柵極絕緣膜705，可以獲得特性不均勻性更低且場效應(yīng)遷移率高的晶體管。
其次，在柵極絕緣膜705上層疊而形成第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜?？梢酝ㄟ^濺射法或等離子體CVD法等的各種CVD法分別形成第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜。在本實(shí)施方式中，將第一導(dǎo)電膜形成為20至100nm的厚度，將第二導(dǎo)電膜形成為100至400nm的厚度。此外，第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜是可以由從鉭(Ta)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鈮(Nb)等中選出的元素或者以所述元素為主要成分的合金材料或化合物材料來形成的。此外，也可以使用以摻雜了磷等的雜質(zhì)元素的多晶硅為代表的半導(dǎo)體材料來形成第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜。作為第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜的組合的例子，可以舉出氮化鉭(TaN)膜和鎢(W)膜；氮化鎢(WN)膜和鎢膜；氮化鉬(MoN)膜和鉬(Mo)膜，等等。由于鎢或氮化鉭具有高耐熱性，所以在形成第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜之后可以進(jìn)行以熱活化為目的的加熱處理。此外，可以代替第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜的兩層結(jié)構(gòu)而采用單層結(jié)構(gòu)，或者也可以采用三層結(jié)構(gòu)。在采用單層結(jié)構(gòu)或三層結(jié)構(gòu)的情況下，作為導(dǎo)電膜的材料，可以自由地選擇與上述第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜相同的材料。
其次，使用光刻法來形成由抗蝕劑構(gòu)成的掩模，并進(jìn)行為了形成柵極和柵極線的蝕刻處理，以形成用作柵極的導(dǎo)電膜716至725(以下，在本說明書中有可能稱為“柵極”)。
其次，通過光刻法形成由抗蝕劑構(gòu)成的掩模。之后，采用離子摻雜法或者離子注入法將提供N型的雜質(zhì)元素低濃度地加入到結(jié)晶半導(dǎo)體膜706及708至710中，以形成N型雜質(zhì)區(qū)域711和713至715和溝道形成區(qū)域780和782至784?？梢允褂脤儆?5族的元素作為提供N型的雜質(zhì)元素，例如使用磷(P)或砷(As)。
其次，通過光刻法形成由抗蝕劑構(gòu)成的掩模。并且，將提供P型的雜質(zhì)元素添加到結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜707中以形成P型雜質(zhì)區(qū)域712和溝道形成區(qū)域781。例如，使用硼(B)作為提供P型的雜質(zhì)元素。注意，關(guān)于形成N型雜質(zhì)區(qū)域711和713至715、P型雜質(zhì)區(qū)域712的順序，像本實(shí)施方式那樣，可以在形成N型雜質(zhì)區(qū)域711和713至715之后形成P型雜質(zhì)區(qū)域712，或者也可以在形成P型雜質(zhì)區(qū)域712之后形成N型雜質(zhì)區(qū)域711和713至715。
其次，覆蓋柵極絕緣薄膜705和導(dǎo)電膜716至725地形成絕緣膜。該絕緣膜是通過使用濺射法或等離子體CVD法等的各種CVD法來以如下膜的單層或疊層形成的由無機(jī)材料如硅、硅的氧化物、或者硅的氮化物等構(gòu)成的膜、或者由有機(jī)材料如有機(jī)樹脂等構(gòu)成的膜。接著，通過使用主要沿垂直方向的各向異性蝕刻而選擇性蝕刻絕緣膜，由此形成與導(dǎo)電膜716至725的側(cè)面接觸的絕緣膜(也稱為側(cè)壁)739至743(圖13C)。形成絕緣膜739至743的同時(shí)，形成通過蝕刻?hào)艠O絕緣膜705而形成的絕緣膜734至738。絕緣膜739至743用作當(dāng)之后形成LDD(Lightly Doped Drain；輕摻雜漏極)區(qū)域時(shí)的摻雜用掩模。
接著，以使用光刻法而形成的由抗蝕劑構(gòu)成的掩模和絕緣膜739至743為掩模，將提供N型的雜質(zhì)元素添加到結(jié)晶半導(dǎo)體膜706及708至710中，以形成第一N型雜質(zhì)區(qū)域(也稱為LDD區(qū)域)727、729、731及733和第二N型雜質(zhì)區(qū)域726、728、730及732。第一N型雜質(zhì)區(qū)域727、729、731及733包含的雜質(zhì)元素的濃度低于第二N型雜質(zhì)區(qū)域726、728、730及732的雜質(zhì)元素的濃度。根據(jù)上述步驟，完成了N型薄膜晶體管744和746至748和P型薄膜晶體管745。
形成LDD區(qū)域有下述兩種方法。在一個(gè)方法中，使柵極為兩層或更多的疊層結(jié)構(gòu)，進(jìn)行使該柵極具有錐形的蝕刻或各向異性蝕刻，并使用構(gòu)成該柵極的下層的導(dǎo)電膜作為掩模。在另一個(gè)方法中，將側(cè)壁絕緣膜作為掩模。通過前一種方法形成的薄膜晶體管具有這樣的結(jié)構(gòu)LDD區(qū)域和柵極交疊且柵絕極緣膜夾在其間。然而，這種結(jié)構(gòu)由于使用使柵極具有錐形的蝕刻或各向異性蝕刻而難以控制LDD區(qū)域的寬度，并且，如果不進(jìn)行良好的蝕刻步驟，則可能不會(huì)形成該LDD區(qū)域。另一方面，與前一種方法相比，使用側(cè)壁絕緣膜作為掩模的后一種方法容易控制LDD區(qū)域的寬度，并且可以確實(shí)地形成LDD區(qū)域。注意，“使柵極具有錐形的蝕刻”是指將柵極側(cè)面形成為錐形狀的蝕刻。
在除去形成在暴露的N型雜質(zhì)區(qū)域726、728、730、732以及P型雜質(zhì)區(qū)域785的表面上的自然氧化膜之后，也可以使用金屬膜適當(dāng)?shù)胤謩e形成硅化物區(qū)域。作為金屬膜，可以使用鎳膜、鈦膜、鈷膜、鉑膜、或者由至少包含上述元素中的兩種元素的合金構(gòu)成的膜等。更具體地，例如使用鎳膜作為金屬膜，在室溫下以成膜電力為500W至1kW且用濺射法形成鎳膜之后，進(jìn)行加熱處理而形成硅化物區(qū)域。作為加熱處理，可以使用RTA或退火爐等。此時(shí)，通過控制金屬膜的膜厚、加熱溫度、加熱時(shí)間，可以只使N型雜質(zhì)區(qū)域726、728、730、732以及P型雜質(zhì)區(qū)域785的表面為硅化物區(qū)域，或者也可以使整個(gè)N型雜質(zhì)區(qū)域726、728、730、732以及P型雜質(zhì)區(qū)域785為硅化物區(qū)域。最后，除去未反應(yīng)的鎳。例如，使用由HCl∶HNO3∶H2O＝3∶2∶1構(gòu)成的蝕刻溶液除去未反應(yīng)的鎳。
注意，在本實(shí)施方式中說明了將頂柵極型薄膜晶體管用作薄膜晶體管744至748的例子。然而，當(dāng)然可以將底柵極型薄膜晶體管分別用作薄膜晶體管744至748。此外，在本實(shí)施方式中說明了各薄膜晶體管744至748具有一個(gè)溝道形成區(qū)域的單柵極結(jié)構(gòu)，但是，也可以采用具有兩個(gè)溝道形成區(qū)域的雙柵極結(jié)構(gòu)或具有三個(gè)溝道形成區(qū)域的三柵極結(jié)構(gòu)?；蛘呖梢圆捎迷跍系佬纬蓞^(qū)域的上下配置有兩個(gè)柵極且其中間夾有柵極絕緣膜的雙柵四極型或其他結(jié)構(gòu)。
此外，作為薄膜晶體管744至748的結(jié)構(gòu)，也可以分別采用除了在本實(shí)施方式中說明的結(jié)構(gòu)以外的結(jié)構(gòu)。例如，可以具有雜質(zhì)區(qū)域(包括源極區(qū)域、漏極區(qū)域、LDD區(qū)域)，也可以為P溝道型TFT、N溝道型TFT、或CMOS電路。此外，也可以形成絕緣膜(側(cè)壁)并使它接觸形成在半導(dǎo)體膜上或下的柵極的側(cè)面。
根據(jù)上述步驟完成N型薄膜晶體管744、746至748以及P型薄膜晶體管745之后，可以進(jìn)行以恢復(fù)結(jié)晶半導(dǎo)體膜706至710的結(jié)晶性或激活添加在結(jié)晶半導(dǎo)體膜706至710中的雜質(zhì)元素為目的的加熱處理。此外，在進(jìn)行加熱處理后，優(yōu)選在包含氫的氣氛中對(duì)暴露的柵極絕緣膜705進(jìn)行高密度等離子體處理，使得該柵極絕緣膜705的表面含有氫。這是因?yàn)楫?dāng)之后進(jìn)行結(jié)晶半導(dǎo)體膜706至710的氫化步驟時(shí)可以利用上述氫的緣故。或者，可以通過在對(duì)襯底進(jìn)行350至450℃的加熱同時(shí)在包含氫的氣氛中進(jìn)行高密度等離子體處理來進(jìn)行結(jié)晶半導(dǎo)體膜706至710的氫化處理。注意，作為包含氫的氣氛，可以使用混合有氫(H2)或氨(NH3)和稀有氣體(例如氬(Ar))的混合氣體。當(dāng)使用混合有氨(NH3)和稀有氣體(例如氬(Ar))的混合氣體作為包含氫的氣氛時(shí)，也可以在將柵極絕緣膜705表面氫化的同時(shí)將表面氮化。
其次，覆蓋薄膜晶體管744至748地形成絕緣膜，并且該絕緣膜是由單層或疊層形成的(圖14A)。覆蓋薄膜晶體管744至748的絕緣膜是通過SOG(Spin On Glass；旋涂玻璃)法或液滴噴出法等由無機(jī)材料如硅的氧化物或硅的氮化物等、有機(jī)材料如聚酰亞胺、聚酰胺、苯并環(huán)丁烯、丙烯、環(huán)氧、硅氧烷等、等等，并且由單層或疊層形成的。關(guān)于在本說明書中的硅氧烷，其骨架結(jié)構(gòu)由硅(Si)和氧(O)的結(jié)合構(gòu)成，并且使用至少包含氫的有機(jī)基(例如烷基、芳烴)作為取代基。此外，作為取代基，也可以使用氟基，或者也可以使用至少包含氫的有機(jī)基以及氟基。例如，在使覆蓋薄膜晶體管744至748的絕緣膜為三層結(jié)構(gòu)的情況下，可以形成以氧化硅為主要成分的膜作為第一層絕緣膜749，形成以樹脂為主要成分的膜作為第二層絕緣膜750，以及形成以氮化硅為主要成分的膜作為第三層絕緣膜751。此外，在使覆蓋薄膜晶體管744至748的絕緣膜為單層結(jié)構(gòu)的情況下，可以形成氮化硅膜或包含氧的氮化硅膜。此時(shí)，優(yōu)選在包含氫的氣氛中對(duì)氮化硅膜或包含氧的氮化硅膜進(jìn)行高密度等離子體處理，使得該氮化硅膜或該包含氧的氮化硅膜的表面包含氫。這是因?yàn)楫?dāng)之后進(jìn)行結(jié)晶半導(dǎo)體膜706至710的氫化步驟時(shí)可以利用上述氫的緣故。或者，可以通過在對(duì)襯底進(jìn)行350至450℃的加熱同時(shí)在包含氫的氣氛中進(jìn)行高密度等離子體處理來進(jìn)行結(jié)晶半導(dǎo)體膜706至710的氫化處理。注意，作為包含氫的氣氛，可以使用混合有氫(H2)或氨(NH3)和稀有氣體(例如氬(Ar))的混合氣體。此外，當(dāng)使用混合有氨(NH3)和稀有氣體(例如氬(Ar))的混合氣體作為包含氫的氣氛時(shí)，也可以在將柵極絕緣膜705表面氫化的同時(shí)將表面氮化。
在形成絕緣膜749至751之前或在形成絕緣膜749至751中的一個(gè)或者多個(gè)薄膜之后，優(yōu)選進(jìn)行加熱處理，其目的為恢復(fù)結(jié)晶半導(dǎo)體膜706至710的結(jié)晶性，激活添加到結(jié)晶半導(dǎo)體膜706至710中的雜質(zhì)元素，或者氫化結(jié)晶半導(dǎo)體膜706至710。作為加熱處理，優(yōu)選采用熱退火、激光退火方法、RTA法等。例如，當(dāng)以激活雜質(zhì)元素為目的時(shí)，可以進(jìn)行500℃或更高溫度的熱退火。此外，當(dāng)以氫化結(jié)晶半導(dǎo)體膜706至710為目的時(shí)，可以進(jìn)行350至450℃的熱退火。
其次，使用光刻法蝕刻絕緣膜749至751，由此形成暴露N型雜質(zhì)區(qū)域726、728、730、732和P型雜質(zhì)區(qū)域785的接觸孔。之后，填充接觸孔地形成導(dǎo)電膜，并通過對(duì)該導(dǎo)電膜進(jìn)行圖形加工以形成分別用作源極布線或漏極布線的導(dǎo)電膜752至761。
導(dǎo)電膜752至761是通過濺射法或等離子體CVD法等的各種CVD法使用以鋁(Al)為主要成分的導(dǎo)電膜而形成的。作為以鋁為主要成分的導(dǎo)電膜，例如相當(dāng)于以鋁為主要成分并包含鎳的材料，或者以鋁為主要成分并包含鎳、以及碳和硅中的單方或雙方的合金材料。由于以鋁為主要成分的導(dǎo)電膜一般在耐熱性上有劣勢(shì)，所以優(yōu)選采用阻擋膜夾住以鋁為主要成分的導(dǎo)電膜的上下的結(jié)構(gòu)。阻擋膜是指具有抑制以鋁為主要成分的導(dǎo)電膜的“小丘”或改善其耐熱性的功能的膜。作為具有這種功能的材料，可以舉出由鉻、鉭、鎢、鉬、鈦、硅、鎳或這些的氮化物構(gòu)成的材料。
作為導(dǎo)電膜752至761的結(jié)構(gòu)的一例，可以舉出將鈦膜、鋁膜、鈦膜從襯底一側(cè)以此順序?qū)盈B而形成的結(jié)構(gòu)。由于鈦膜是還原性高的元素，所以即使在結(jié)晶半導(dǎo)體膜上產(chǎn)生了較薄的自然氧化膜，也可以將該自然氧化膜還原并獲得與結(jié)晶半導(dǎo)體膜之間的良好接觸。此外，對(duì)形成在結(jié)晶半導(dǎo)體膜和鋁膜之間的鈦膜，優(yōu)選在包含氮的氣氛中進(jìn)行高密度等離子體處理，并使表面氮化。作為包含氮的氣氛，可以使用混合有N2或NH3和稀有氣體的混合氣體，或者混合有N2或NH3、稀有氣體、以及H2的混合氣體。通過將鈦膜的表面氮化，可以防止在后面進(jìn)行的加熱處理步驟等中使鈦和鋁合金化，并且可以防止使鋁經(jīng)過鈦膜擴(kuò)散到結(jié)晶半導(dǎo)體膜中。在此雖然說明了使用鈦膜而夾住鋁膜的例子，但是代替鈦膜使用鉻膜、鎢膜等的情況也與上述相同。更優(yōu)選地，使用多室裝置并不暴露于大氣地連續(xù)地進(jìn)行形成鈦膜、進(jìn)行鈦膜表面的氮化處理、形成鋁膜、形成鈦膜的步驟。
其次，覆蓋導(dǎo)電膜752至761地形成絕緣膜762(圖14B)。絕緣膜762是使用SOG法、液滴噴出法等由無機(jī)材料或有機(jī)材料形成的，該絕緣膜由單層或疊層形成的。在本實(shí)施方式中，將絕緣膜762形成為0.75至3μm的厚度。
其次，使用光刻法蝕刻絕緣膜762而形成暴露導(dǎo)電膜761的接觸孔。接著，填充絕緣膜762的上面和接觸孔地形成導(dǎo)電膜763。由于該導(dǎo)電膜763起著作為天線的作用，因此，下面有將該導(dǎo)電膜763記為“天線”的情況。注意，導(dǎo)電膜763不局限于單層結(jié)構(gòu)，可以采用疊層結(jié)構(gòu)。
下面將說明用作天線的導(dǎo)電膜763的形狀。在具有天線(導(dǎo)電膜763)并能夠進(jìn)行非接觸數(shù)據(jù)交換的半導(dǎo)體裝置(RFID標(biāo)簽)中的信號(hào)傳輸方式可以采用電磁耦合方式、電磁感應(yīng)方式或微波方式等。實(shí)施者可以鑒于使用用途適當(dāng)?shù)剡x擇傳輸方式，并且可以根據(jù)傳輸方式適當(dāng)?shù)卦O(shè)置最合適的天線。
例如，當(dāng)適當(dāng)?shù)厥褂秒姶篷詈戏绞交螂姶鸥袘?yīng)方式(例如13.56MHz帶)作為在半導(dǎo)體裝置中的信號(hào)傳輸方式時(shí)，由于利用根據(jù)磁場密度的變化的電磁感應(yīng)，所以用作天線的導(dǎo)電膜形成為環(huán)狀(例如環(huán)形天線)或螺旋狀。
當(dāng)適當(dāng)?shù)厥褂梦⒉ǚ绞?例如UHF帶(860至960MHz帶)、2.45GHz帶等)作為在半導(dǎo)體裝置中的信號(hào)傳輸方式時(shí)，可以鑒于用于傳輸信號(hào)的電磁波的波長適當(dāng)?shù)卦O(shè)定用作天線的導(dǎo)電膜的長度等的形狀。例如，可以將導(dǎo)電膜763形成為線狀(例如偶極天線)或者形成為平整的形狀(例如貼片天線)。此外，導(dǎo)電膜763的形狀不局限于直線狀，鑒于電磁波的波長而可以是曲線狀、蜿蜒形狀，或者是組合這些的形狀。
其次，將說明用作天線的導(dǎo)電膜763的形成方法及其材料。作為導(dǎo)電膜763的形成方法，可以使用CVD法、濺射法、印刷法如絲網(wǎng)印刷或凹版印刷等、液滴噴出法、點(diǎn)滴法、鍍法等。此外，作為導(dǎo)電膜763的材料，可以使用選自鋁(Al)、鈦(Ti)、銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鈀(Pd)、鉭(Ta)和鉬(Mo)中的元素、或者以這些元素為主要成分的合金材料或化合物材料。此外，也可以使用以焊料(優(yōu)選為不包含鉛的焊料)為主要成分的微粒子，在這種情況下優(yōu)選使用粒徑20μm或更小的微粒子。焊料具有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是低成本。此外，也可以將陶瓷或鐵氧體等適用于天線。
例如，當(dāng)使用絲網(wǎng)印刷法形成導(dǎo)電膜763時(shí)，可以通過選擇性地印刷如下導(dǎo)電膠來形成導(dǎo)電膜763，在該導(dǎo)電膠中，粒徑為幾nm至幾十μm的導(dǎo)體粒子溶解或分散到有機(jī)樹脂中。作為導(dǎo)體粒子，可以使用銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、和鈦(Ti)中的任何一個(gè)或更多的金屬粒子、鹵化銀的微粒子、或者分散性納米粒子。此外，作為導(dǎo)電膠包含的有機(jī)樹脂，可以使用選自用作金屬粒子的粘合劑、溶劑、分散劑和覆蓋劑的有機(jī)樹脂中的一個(gè)或多個(gè)。典型地，可以舉出環(huán)氧樹脂、硅樹脂等的有機(jī)樹脂。此外，當(dāng)形成導(dǎo)電膜763時(shí)，優(yōu)選擠出導(dǎo)電膠之后進(jìn)行焙燒。例如，當(dāng)使用以銀為主要成分的微粒子(例如粒徑1nm或更大至100nm或更小)作為導(dǎo)電膠的材料時(shí)，通過以150至300℃的溫度范圍焙燒而使其硬化，可以形成導(dǎo)電膜763。
此外，當(dāng)適當(dāng)?shù)厥褂秒姶篷詈戏绞交螂姶鸥袘?yīng)方式，并且形成具有天線的半導(dǎo)體裝置(RFID標(biāo)簽)并使它接觸金屬時(shí)，優(yōu)選在所述半導(dǎo)體裝置和金屬之間形成具有高磁導(dǎo)率的磁性材料。當(dāng)形成具有天線的半導(dǎo)體裝置并使它接觸金屬時(shí)，渦電流相應(yīng)磁場的變化而流過金屬，并且由于所述渦電流使磁場的變化減弱而降低通信距離，因此，通過在半導(dǎo)體裝置和金屬之間形成具有高磁導(dǎo)率的材料，可以抑制流過金屬的渦電流和通信距離的降低。注意，作為磁性材料，可以使用磁導(dǎo)率高且高頻率損失小的鐵氧體或金屬薄膜。
根據(jù)上述步驟，完成元件層。
在本實(shí)施方式中，說明了形成天線(導(dǎo)電膜763)作為元件層的一部分的結(jié)構(gòu)，然而，也可以采用如下結(jié)構(gòu)準(zhǔn)備形成有天線的另一襯底，并且貼合所述形成有天線的襯底和形成有元件層的襯底。換言之，如圖16所示那樣，也可以采用貼合形成有天線792的襯底791和形成有元件層的襯底701的結(jié)構(gòu)。在圖16中，使用各向異性導(dǎo)電材料作為貼合的方法。各向異性導(dǎo)電材料具有導(dǎo)電粒子793和流體，并且流體是通過焙燒或光照射來被硬化而成為粘合層794的?？梢酝ㄟ^導(dǎo)電粒子793的壓合來實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電膜763和天線792之間的導(dǎo)通。在其他區(qū)域，導(dǎo)電粒子793保持充分的間隔，因此，不會(huì)實(shí)現(xiàn)電連接。除了使用各向異性導(dǎo)電材料而貼合的方法之外，還可以使用通過超聲波接合金屬和金屬的方法(稱為超聲波接合)，或者使用紫外線硬化樹脂或雙面膠帶等而貼合的方法。此外，作為形成有天線792的襯底791，可以使用由聚丙烯、聚酯、乙烯、聚氟乙烯或氯乙烯等構(gòu)成的膜，或者可以使用由纖維材料構(gòu)成的紙等。此外，在圖16中，導(dǎo)電膜763用作電連接天線792和薄膜晶體管的布線。
其次，覆蓋用作天線的布線763地形成絕緣膜772，該絕緣膜772是通過SOG法、液滴噴出法等而形成的(圖15)。絕緣膜772用作確保元件層的強(qiáng)度的保護(hù)層。優(yōu)選形成絕緣膜772并使它還覆蓋基底膜703和元件層的側(cè)面。在本實(shí)施方式中，將絕緣膜772覆蓋基底膜703和元件層地形成在整個(gè)面上，但是，不需要一定形成在整個(gè)面上，而可以選擇性地形成。此外，即使采用不形成絕緣膜772的結(jié)構(gòu)，也可以實(shí)施本發(fā)明。
可以使用DLC(類金剛石碳)等的包含碳的膜、包含氮的氧化硅膜、包含氧的氮化硅膜、由有機(jī)材料構(gòu)成的膜(例如由環(huán)氧等的樹脂材料構(gòu)成的膜)等形成絕緣膜772。作為形成絕緣膜772的方法，可以使用濺射法、等離子體CVD法等的各種CVD法、旋涂法、液滴噴出法、或者絲網(wǎng)印刷法。
由于形成絕緣膜772(保護(hù)層)之后的步驟可以適當(dāng)?shù)厥褂脤?shí)施方式1所說明的方法來形成半導(dǎo)體裝置(芯片)，因此，在此省略其說明。
本實(shí)施方式可以與上述實(shí)施方式自由地組合而實(shí)施。換言之，在本實(shí)施方式中，也可以利用上述實(shí)施方式所說明的材料和形成方法，并且，在上述本實(shí)施方式中，也可以利用本實(shí)施方式所說明的材料和形成方法。
實(shí)施方式4在本實(shí)施方式中，參照?qǐng)D17A至17C說明使用本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置作為能夠進(jìn)行非接觸數(shù)據(jù)收發(fā)的RFID標(biāo)簽時(shí)的一個(gè)實(shí)施方式。
RFID標(biāo)簽2020具有非接觸地彼此進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能，其包括電源線路2011、時(shí)鐘發(fā)生電路2012、數(shù)據(jù)解調(diào)/調(diào)制電路2013、用于控制其它電路的控制電路2014、接口電路2015、存儲(chǔ)器2016、數(shù)據(jù)總線2017、以及天線(天線線圈)2018(圖17A)。
電源電路2011是如下電路基于從天線2018輸入的交流信號(hào)產(chǎn)生供給給半導(dǎo)體裝置內(nèi)部的各電路的各種電源。時(shí)鐘發(fā)生電路2012是如下電路基于從天線2018輸入的交流信號(hào)產(chǎn)生供給給半導(dǎo)體裝置中的各電路的各種時(shí)鐘信號(hào)。數(shù)據(jù)解調(diào)/調(diào)制電路2013具有如下功能解調(diào)/調(diào)制與讀出器/寫入器2019彼此進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)。控制電路2014具有控制存儲(chǔ)器2016的功能。天線2018具有發(fā)送和接收電磁波的功能。讀出器/寫入器2019控制與半導(dǎo)體裝置彼此進(jìn)行通信、以及這些數(shù)據(jù)的處理。RFID標(biāo)簽不限于上述結(jié)構(gòu)，例如可以采用如下結(jié)構(gòu)附加地提供有諸如電源電壓限制器電路和密碼處理專用硬件等其它元件。
此外，RFID標(biāo)簽可以為如下類型不安裝電源(電池)而通過電波將電源電壓供給給各電路的類型、通過安裝電源(電池)而不通過天線將電源電壓供給給各電路的類型、或者通過電波和電源而供給電源電壓的類型。
當(dāng)將本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置應(yīng)用于RFID標(biāo)簽等時(shí)，其優(yōu)點(diǎn)為以非接觸進(jìn)行通信、多個(gè)讀取成為可能、數(shù)據(jù)寫入成為可能、可以加工為各種形狀、根據(jù)選擇的頻率而使方向性寬且認(rèn)識(shí)范圍寬等。RFID標(biāo)簽可以適用于能夠通過以非接觸進(jìn)行無線通信而識(shí)別人或物的個(gè)體信息的IC標(biāo)簽、通過進(jìn)行標(biāo)記處理而可以貼到對(duì)象物的標(biāo)記、用于特定集會(huì)或娛樂的腕帶等。此外，可以對(duì)RFID標(biāo)簽通過使用樹脂材料而進(jìn)行成型加工，或者可以直接固定到阻斷無線通信的金屬上。此外，RFID標(biāo)簽可用于操作諸如入退房管理系統(tǒng)和結(jié)賬系統(tǒng)的系統(tǒng)。
下面將說明實(shí)際使用本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置作為RFID標(biāo)簽的一個(gè)方式。將讀出器/寫入器2030置于包括顯示部2031的便攜終端的側(cè)面，并將RFID標(biāo)簽2033置于商品2032側(cè)面(圖17B)。根據(jù)本發(fā)明制造的RFID標(biāo)簽2033具有柔性。因此，在商品2032的曲面上也可以容易配置RFID標(biāo)簽2033。當(dāng)將讀出器/寫入器2030對(duì)準(zhǔn)置于商品2032的RFID標(biāo)簽2033時(shí)，和商品有關(guān)的信息如商品的原材料和原產(chǎn)地、各生產(chǎn)過程的檢查結(jié)果、流通過程的記錄等以及商品的說明等顯示在顯示部2031。此外，當(dāng)商品2036被傳送帶傳輸時(shí)，可以使用讀出器/寫入器2034和置于商品2036的RFID標(biāo)簽2035檢查該商品2036(圖17C)。根據(jù)本發(fā)明制造的RFID標(biāo)簽2035具有柔性。因此，在商品2036的曲面上也可以容易配置RFID標(biāo)簽2035。這樣，通過將RFID標(biāo)簽用于系統(tǒng)，可以容易地獲取信息，并且實(shí)現(xiàn)高功能化和高附加價(jià)值化。
本實(shí)施方式可以與上述實(shí)施方式自由地組合而實(shí)施。
(實(shí)施方式5)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置可以被用作RFID標(biāo)簽。該RFID標(biāo)簽可以置于如下物品而使用例如，紙幣、硬幣、有價(jià)證券類、證書類、無記名債券類、包裝用容器類、書籍類、記錄介質(zhì)、個(gè)人用品、交通工具類、食品類、衣物類、保健用品類、生活用品類、藥品類、以及電子設(shè)備等。參照?qǐng)D18A至18H說明這些具體例子。注意，在圖18A至18H中，以符號(hào)2720表示RFID標(biāo)簽。根據(jù)本發(fā)明制造的RFID標(biāo)簽具有柔性。因此，在如圖18A至18H所示那樣的具有各種形狀的物品上也可以容易配置RFID標(biāo)簽。此外，由于RFID標(biāo)簽被薄型化了，所以不容易影響到物品的外觀。
紙幣和硬幣是指市場上流通的金錢，其包括在特定區(qū)域作為像貨幣一樣通用的東西(金券)、紀(jì)念幣等。有價(jià)證券類是指支票、證券、期票等(圖18A)。證書類是指執(zhí)照如駕駛執(zhí)照等、居住證等(圖18B)。無記名債券類是指郵票、米券、各種贈(zèng)券等(圖18C)。包裝用容器類是指用于盒飯等的包裝紙、PET瓶等(圖18D)。書籍類是指書、合訂本等(圖18E)。記錄介質(zhì)是指DVD軟件、錄像帶等(圖18F)。交通工具類是指諸如自行車等的車輛、船舶等(圖18G)。個(gè)人物品是指包、眼鏡等(圖18H)。食品類是指食料品、飲料等。衣物類是指衣服、鞋等。保健用品類是指醫(yī)療器具、健康器具等。生活用品類是指家具、照明器具等。藥品類是指醫(yī)藥品、農(nóng)藥等。電子設(shè)備指液晶顯示裝置、EL顯示裝置、電視裝置(電視接收機(jī)和薄型電視接收機(jī))、手機(jī)等。
通過對(duì)紙幣、硬幣、有價(jià)證券類、證書類、無記名債券類等提供RFID標(biāo)簽，可以防止仿冒。此外，通過對(duì)包裝用容器類、書籍類、記錄介質(zhì)等、個(gè)人用品、食品類、生活用品類、電子設(shè)備等提供RFID標(biāo)簽，可以試圖改善商品檢查系統(tǒng)、租賃店中的系統(tǒng)等的效率。通過對(duì)交通工具類、保健用品類、藥品類等提供RFID標(biāo)簽，可以防止仿冒和偷竊，并且當(dāng)用于藥品類時(shí)，可以防止誤食藥物。作為RFID標(biāo)簽的設(shè)置方法，將RFID標(biāo)簽貼到物品的表面或嵌入到物品中。例如，當(dāng)用于合訂書時(shí)，RFID標(biāo)簽可以嵌入到紙中，而當(dāng)用于由有機(jī)樹脂構(gòu)成的包裝時(shí)，RFID標(biāo)簽可以嵌入到該有機(jī)樹脂中。
像這樣，通過對(duì)包裝用容器類、記錄介質(zhì)、個(gè)人用品、食品類、衣物類、生活用品類、電子設(shè)備等提供RFID標(biāo)簽，可以試圖改善商品檢查系統(tǒng)、租賃店中的系統(tǒng)等的效率。此外，通過對(duì)交通工具類提供RFID標(biāo)簽，可以防止仿冒和偷竊。此外，通過將RFID標(biāo)簽嵌入到諸如動(dòng)物等的生物中，以可以容易地識(shí)別各個(gè)生物，例如通過將RFID標(biāo)簽嵌入到諸如家畜等的生物中，可以容易地識(shí)別出生年、性別、或種類等。
如上所述那樣，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置可以置于任何物品中而使用。本實(shí)施方式可以與上述實(shí)施方式自由地組合而實(shí)施。
本說明書根據(jù)2005年6月30日在日本專利局受理的日本專利申請(qǐng)編號(hào)2005-193172而制作，所述申請(qǐng)內(nèi)容包括在本說明書中。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，它包括如下步驟在襯底的一面上形成包括多個(gè)集成電路的元件層；至少接觸所述襯底的側(cè)面地形成保護(hù)層；磨削所述襯底的另一面；研磨所述襯底的被磨削了的另一面；除去所述保護(hù)層；以及通過分開所述被研磨了的襯底和所述元件層來形成包括設(shè)有所述多個(gè)集成電路中的至少一個(gè)的層的疊層體。
2.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，它包括如下步驟在襯底的一面上形成包括多個(gè)集成電路的元件層；至少接觸所述襯底的側(cè)面地形成保護(hù)層；磨削所述襯底的另一面；研磨所述襯底的被磨削了的另一面；清洗所述襯底的被研磨了的另一面；使所述襯底的被清洗了的另一面干燥；除去所述保護(hù)層；以及通過分開所述被干燥了的襯底和所述元件層來形成包括設(shè)有所述多個(gè)集成電路中的至少一個(gè)的層的疊層體。
3.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，它包括如下步驟在襯底的一面上形成包括多個(gè)集成電路的元件層；接觸所述襯底的另一面和所述襯底的側(cè)面地形成保護(hù)層；磨削所述襯底的另一面；研磨所述襯底的被磨削了的另一面；除去所述保護(hù)層；以及通過分開所述被研磨了的襯底和所述元件層來形成包括設(shè)有所述多個(gè)集成電路中的至少一個(gè)的層的疊層體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，使用柔性膜而密封所述疊層體的單面或雙面。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，使用柔性膜而密封所述疊層體的單面或雙面。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，使用柔性膜而密封所述疊層體的單面或雙面。
7.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，它包括如下步驟在襯底的一面上形成包括多個(gè)集成電路的元件層；通過分開所述襯底和所述元件層來形成包括設(shè)有所述多個(gè)集成電路中的至少一個(gè)的層的疊層體；至少接觸所述疊層體的側(cè)面地形成保護(hù)層；磨削所述疊層體中的所述襯底的另一面；研磨所述襯底的被磨削了的另一面；以及除去所述保護(hù)層。
8.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，它包括如下步驟在襯底的一面上形成包括多個(gè)集成電路的元件層；通過分開所述襯底和所述元件層來形成包括設(shè)有所述多個(gè)集成電路中的至少一個(gè)的層的疊層體；接觸所述疊層體中的所述襯底的另一面和所述疊層體的側(cè)面地形成保護(hù)層；磨削所述疊層體中的所述襯底的另一面；研磨所述襯底的被磨削了的另一面；以及除去所述保護(hù)層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述保護(hù)層是通過絲網(wǎng)印刷法、旋涂法、液滴噴出法、或點(diǎn)滴法而形成的。
10.根據(jù)權(quán)利要求2的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述保護(hù)層是通過絲網(wǎng)印刷法、旋涂法、液滴噴出法、或點(diǎn)滴法而形成的。
11.根據(jù)權(quán)利要求3的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述保護(hù)層是通過絲網(wǎng)印刷法、旋涂法、液滴噴出法、或點(diǎn)滴法而形成的。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述保護(hù)層是通過絲網(wǎng)印刷法、旋涂法、液滴噴出法、或點(diǎn)滴法而形成的。
13.根據(jù)權(quán)利要求8的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述保護(hù)層是通過絲網(wǎng)印刷法、旋涂法、液滴噴出法、或點(diǎn)滴法而形成的。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，使用可逆性材料作為所述保護(hù)層。
15.根據(jù)權(quán)利要求2的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，使用可逆性材料作為所述保護(hù)層。
16.根據(jù)權(quán)利要求3的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，使用可逆性材料作為所述保護(hù)層。
17.根據(jù)權(quán)利要求7的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，使用可逆性材料作為所述保護(hù)層。
18.根據(jù)權(quán)利要求8的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，使用可逆性材料作為所述保護(hù)層。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，使用熱熔蠟(hot melt wax)或UV剝離性樹脂作為所述保護(hù)層。
20.根據(jù)權(quán)利要求2的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，使用熱熔蠟或UV剝離性樹脂作為所述保護(hù)層。
21.根據(jù)權(quán)利要求3的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，使用熱熔蠟或UV剝離性樹脂作為所述保護(hù)層。
22.根據(jù)權(quán)利要求7的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，使用熱熔蠟或UV剝離性樹脂作為所述保護(hù)層。
23.根據(jù)權(quán)利要求8的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，使用熱熔蠟或UV剝離性樹脂作為所述保護(hù)層。
24.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述被研磨了的襯底的厚度為2μm或更大至50μm或更小。
25.根據(jù)權(quán)利要求2的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述被研磨了的襯底的厚度為2μm或更大至50μm或更小。
26.根據(jù)權(quán)利要求3的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述被研磨了的襯底的厚度為2μm或更大至50μm或更小。
27.根據(jù)權(quán)利要求7的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述被研磨了的襯底的厚度為2μm或更大至50μm或更小。
28.根據(jù)權(quán)利要求8的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述被研磨了的襯底的厚度為2μm或更大至50μm或更小。
29.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，它包括如下步驟在襯底的一面上形成包括多個(gè)集成電路的元件層；至少接觸所述襯底的側(cè)面地形成保護(hù)層；使所述襯底變??；除去所述保護(hù)層；以及通過分開所述被研磨了的襯底和所述元件層來形成包括設(shè)有所述多個(gè)集成電路中的至少一個(gè)的層的疊層體。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，使用柔性膜而密封所述疊層體的單面或雙面。
31.根據(jù)權(quán)利要求29的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述保護(hù)層是通過絲網(wǎng)印刷法、旋涂法、液滴噴出法、或點(diǎn)滴法而形成的。
32.根據(jù)權(quán)利要求29的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，使用可逆性材料作為所述保護(hù)層。
33.根據(jù)權(quán)利要求29的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，使用熱熔蠟或UV剝離性樹脂作為所述保護(hù)層。
34.根據(jù)權(quán)利要求29的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述被研磨了的襯底的厚度為2μm或更大至50μm或更小。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于高成品率地提供一種具有被薄型化了的襯底的半導(dǎo)體裝置。本發(fā)明的技術(shù)要點(diǎn)是在襯底的預(yù)定部分(至少覆蓋襯底的側(cè)面的部分)形成保護(hù)層之后，磨削、研磨所述襯底。換言之，在襯底的一面上形成具有多個(gè)集成電路的元件層；至少接觸所述襯底的側(cè)面地形成保護(hù)層；使所述襯底變薄(例如，磨削、研磨所述襯底的另一面)；除去所述保護(hù)層；以及通過分開所述被研磨了的襯底和所述元件層來形成具有設(shè)有所述多個(gè)集成電路中的至少一個(gè)的層的疊層體。
文檔編號(hào)H01L21/82GK1892983SQ20061010162
公開日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2006年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者鶴目卓也, 楠本直人 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所