專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括柔性薄膜集成電路的半導(dǎo)體裝置的制造方法，該柔性集成薄膜電路具有存儲(chǔ)器、微處理器(中央處理單元，CPU)、等，厚度像紙一樣薄。本發(fā)明還涉及一種非接觸型薄膜集成電路裝置的制造方法，該非接觸型薄膜集成電路包括薄膜集成電路和天線(xiàn)，其用于卡、標(biāo)簽、標(biāo)志等，以主要區(qū)分人、動(dòng)物和植物、產(chǎn)品、紙幣等。
背景技術(shù)：
近年，能夠發(fā)射/接收數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體裝置的發(fā)展是積極前進(jìn)的，且這種半導(dǎo)體裝置被稱(chēng)為IC芯片、RF標(biāo)簽、無(wú)線(xiàn)標(biāo)簽、電子標(biāo)簽、無(wú)線(xiàn)處理器、無(wú)線(xiàn)存儲(chǔ)器等。已經(jīng)投入實(shí)際使用的大多數(shù)半導(dǎo)體裝置使用單晶硅基板形成(此后，有時(shí)稱(chēng)為IC芯片)。這種半導(dǎo)體裝置頻繁地用在諸如薄片型和卡片型的產(chǎn)品形式中，這樣，需要它薄且柔軟。因此，通過(guò)研磨和拋光基底材料的背面而減薄半導(dǎo)體元件。
一般地，通過(guò)在使用磨石研磨之后最后使用松面拋光完成包括集成電路的單晶硅基板的背面拋光，研磨有時(shí)結(jié)合酸或堿腐蝕執(zhí)行。為獲得鏡面拋光狀態(tài)，基底材料的最終厚度需要等于或小于100μm，為獲得足夠大的柔性則需要等于或小于500μm的厚度。通過(guò)拋光減薄半導(dǎo)體元件使得開(kāi)發(fā)更薄的產(chǎn)品成為可能，且生產(chǎn)技術(shù)是具有競(jìng)爭(zhēng)力的。
通過(guò)研磨和拋光減薄的元件與外部天線(xiàn)相連并由薄膜或樹(shù)脂密封，從而可以生產(chǎn)諸如卡片或標(biāo)簽這樣的產(chǎn)品。天線(xiàn)直接在元件之上形成的內(nèi)建天線(xiàn)型使用薄膜或樹(shù)脂密封，并可以制造各種產(chǎn)品。這樣，通過(guò)使IC芯片最終狀態(tài)薄且柔軟，它可以以各種方式使用，對(duì)它的應(yīng)用沒(méi)有限制。
對(duì)常規(guī)IC卡進(jìn)行拋光的步驟在下面的專(zhuān)利文件1中描述。
可以通過(guò)研磨和拋光基底材料制造薄膜半導(dǎo)體元件，除了可獲得單晶硅基板上的集成電路，還可以獲得在諸如玻璃基板這樣的絕緣基板上制備的非單晶硅薄膜晶體管電路?？梢栽诖笄冶阋说牟ＡЩ迳闲纬煞菃尉Ч璞∧ぞw管，和使用單晶硅晶片的半導(dǎo)體元件相比，制造成本大為降低。
待審日本專(zhuān)利No.Hei3-87299然而，在使用玻璃基板作為基底材料制造薄元件的情況下，對(duì)形狀、步驟等具有各種限制。當(dāng)玻璃基板用作基底材料時(shí)，一般使用由熔融方法制造的非拋光基板以減少制造成本。對(duì)于由浮法制造的玻璃基板，拋光是必要的；然而，為減少成本僅對(duì)一面進(jìn)行拋光。這樣，在玻璃基板的一面或兩面上存在從幾個(gè)μm到幾十μm范圍的厚度的變化，在使用拋光的小于或等于100μm的減薄工藝中，產(chǎn)生基板表面厚度的變化。這樣，元件的產(chǎn)量降低。
另一方面，如果使用兩面都被拋光的基板，則不易產(chǎn)生基板厚度的變化。然而，很難準(zhǔn)備與大的玻璃基板相符的大的設(shè)備或?qū)Υ蟮幕暹M(jìn)行均勻的拋光。因此，存在這樣的問(wèn)題在使用小單晶硅基板或石英基板的步驟中不能獲得成本的減少。
同樣，既便使用兩個(gè)表面都拋光的小的基板，單位面積制造的產(chǎn)品的數(shù)目減少。這樣，成本將增加。此外，具有拐角的基板不適宜用于具有旋轉(zhuǎn)摩擦結(jié)構(gòu)的研磨和拋光設(shè)備，并存在容易產(chǎn)生拐角缺陷和斷裂的問(wèn)題。因此，具有極強(qiáng)對(duì)稱(chēng)性的圓的基板(例如單晶硅基板)優(yōu)選地用于旋轉(zhuǎn)摩擦結(jié)構(gòu)；然而，當(dāng)玻璃基板被處理成圓形時(shí)成本將增加。
因此，很難在厚度小于或等于100μm的玻璃基板上以低成本和高產(chǎn)量制造非單晶硅薄膜晶體管。這樣，不能實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)具有使用便宜的玻璃基板的薄元件的產(chǎn)品，目前使用昂貴的單晶硅基板作為基底材料的薄元件用作產(chǎn)品。因此，抑止了市場(chǎng)拓展。
在使用玻璃基板的情況下，因?yàn)樗娜埸c(diǎn)是速率控制點(diǎn)，它一般以小于或等于600℃的低溫工藝制造。例如對(duì)于使用玻璃基板的場(chǎng)效應(yīng)多晶硅薄膜晶體管，在對(duì)多晶硅層進(jìn)行晶化和激活以形成有源層的工藝中以及在高溫是優(yōu)選的形成柵極氧化物薄膜等的工藝中，溫度被限制。因此，存在這樣的問(wèn)題和使用單晶硅基板或石英基板制造的場(chǎng)效應(yīng)晶體管相比，電學(xué)屬性退化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明考慮了上述問(wèn)題。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種低成本且具有極薄厚度的薄膜集成電路，不像常規(guī)玻璃基板或單晶硅基板，它能夠大規(guī)模生產(chǎn)。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種薄膜集成電路裝置或具有該薄膜集成電路的IC芯片的結(jié)構(gòu)和工藝。
本發(fā)明涉及一種具有非單晶硅薄膜晶體管的半導(dǎo)體裝置及其制造方法，該非單晶硅薄膜晶體管在具有高熱阻和高度平整的半導(dǎo)體基板上形成，其間具有絕緣薄膜。半導(dǎo)體基板由單晶或多晶材料制成。本發(fā)明中，使用置于其間的絕緣薄膜，半導(dǎo)體基板與非單晶硅薄膜晶體管的半導(dǎo)體區(qū)域電絕緣。半導(dǎo)體基板材料的相態(tài)和電學(xué)屬性與非單晶硅薄膜晶體管的半導(dǎo)體區(qū)域的相態(tài)和電學(xué)屬性不同。
本發(fā)明的一個(gè)特征是一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括以下步驟在硅基板的一個(gè)表面上形成第一絕緣薄膜；在該第一絕緣薄膜上形成具有薄膜集成電路的層；形成覆蓋具有薄膜集成電路的層的樹(shù)脂層；形成覆蓋樹(shù)脂層的薄膜；研磨硅基板的背面，該基板的一個(gè)表面形成有具有薄膜集成電路的層；并對(duì)硅基板的研磨的表面進(jìn)行拋光。
本發(fā)明的一個(gè)特征是一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括以下步驟在硅基板的一個(gè)表面上形成第一絕緣薄膜；在第一絕緣薄膜上形成至少具有兩個(gè)薄膜集成電路的層；形成覆蓋具有該薄膜集成電路的層的樹(shù)脂層；形成覆蓋樹(shù)脂層的薄膜；研磨硅基板的背面，該基板的一個(gè)表面形成有具有薄膜集成電路的層；對(duì)硅基板的研磨的表面進(jìn)行拋光；切斷硅基板、第一絕緣薄膜、具有薄膜集成電路的層以及樹(shù)脂層而不切斷所述薄膜；形成硅基板、第一絕緣薄膜、具有薄膜集成電路的層以及樹(shù)脂層的至少兩個(gè)疊層；拉伸所述薄膜以形成疊層之間的間隙；從薄膜分離疊層；粘附疊層的一個(gè)表面到第一基底，以及粘附疊層的另一面到第二基底。
本發(fā)明的一個(gè)特征是一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括以下步驟在從薄膜分離疊層的步驟中，用光照射薄膜；通過(guò)拾取裝置(例如機(jī)械手、傳送裝置和鑷子)在薄膜上取出疊層；通過(guò)拾取裝置在第一基底上提供疊層，用于粘附疊層的一個(gè)表面到第一基底。
本發(fā)明的一個(gè)特征是一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括以下步驟在從薄膜分離疊層和粘附疊層的一個(gè)表面到第一基底的步驟中，用光照射薄膜；提供覆蓋疊層的一個(gè)表面的第一基底；通過(guò)加熱第一基底粘附疊層的一個(gè)表面到第一基底，并從薄膜分離與第一基底粘附的疊層。
本發(fā)明的一個(gè)特征是一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括以下步驟在硅基板的一個(gè)表面上形成第一絕緣薄膜；在第一絕緣薄膜上形成至少具有兩個(gè)薄膜集成電路的層，該薄膜集成電路包括第二絕緣薄膜和第三絕緣薄膜；提供覆蓋具有薄膜集成電路的層的薄膜；研磨硅基板的背面，該基板的一個(gè)表面形成具有薄膜集成電路的層；對(duì)硅基板的研磨的表面進(jìn)行拋光；切斷硅基板、第一絕緣薄膜、包括在薄膜集成電路中的第二絕緣薄膜和第三絕緣薄膜而不切斷所述薄膜；形成硅基板、第一絕緣薄膜、以及具有薄膜集成電路的層至少兩個(gè)疊層；拉伸所述薄膜以形成疊層之間的間隙；從薄膜分離疊層；粘附疊層的一個(gè)表面到第一基底，以及粘附疊層的另一面到第二基底。
本發(fā)明的一個(gè)特征是當(dāng)研磨硅基板的背面時(shí)硅基板的厚度小于或等于100μm，該基板的一個(gè)表面上形成具有薄膜集成電路的層。
本發(fā)明的一個(gè)特征是當(dāng)硅基板研磨的表面被拋光時(shí)，硅基板的厚度不小于1μm且不大于20μm。
本發(fā)明的一個(gè)特征是一種半導(dǎo)體裝置，包括第一基底、第二基底、硅基板、硅基板之上形成的絕緣薄膜、在該絕緣薄膜上提供的薄膜集成電路以及覆蓋該薄膜集成電路的樹(shù)脂層。第一基底與基板接觸，第二基底與樹(shù)脂層接觸，且基板的厚度不小于1μm且不大于20μm。
本發(fā)明的一個(gè)特征是樹(shù)脂層是薄膜。
本發(fā)明的一個(gè)特征是一種半導(dǎo)體裝置，包括第一基底、第二基底、硅基板、硅基板之上形成的絕緣薄膜、以及在該絕緣薄膜上提供的薄膜集成電路。第一基底與基板接觸，第二基底與薄膜集成電路接觸，基板的厚度不小于1μm且不大于20μm。
本發(fā)明的一個(gè)特征是硅基板是多晶硅基板。
本發(fā)明的一個(gè)特征是硅基板是單晶硅基板。
本發(fā)明的一個(gè)特征是本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置是IC芯片。
換句話(huà)說(shuō)，半導(dǎo)體基板和非單晶硅層是不同的，在基底材料上以疊層狀態(tài)提供。也就是說(shuō)，非單晶硅薄膜晶體管的電學(xué)屬性不取決于半導(dǎo)體基板的相態(tài)和電學(xué)屬性的不同，放置該半導(dǎo)體基板僅是用作疊層裝置的支撐介質(zhì)。
用作支撐介質(zhì)的絕緣或?qū)щ娀逯?，可以形成非單晶硅薄膜晶體管。然而，如果導(dǎo)電材料用作基板，電波會(huì)被反射。此外，當(dāng)為RF標(biāo)簽使用IC芯片用于將電波轉(zhuǎn)換成電能時(shí)，使用的方向性受到限制。而絕緣基板沒(méi)有這種問(wèn)題，它存在會(huì)產(chǎn)生靜電場(chǎng)的問(wèn)題。這樣，由于靜電擊穿元件的可靠性降低。因此，考慮電阻，優(yōu)選地使用半導(dǎo)體作為基底材料。
作為半導(dǎo)體基板，優(yōu)選地使用硅材料，尤其是多晶基板在便宜的價(jià)格方面是顯著的。多晶材料主要用于太陽(yáng)能電池等。另一方面，因?yàn)榫蛟谄矫娣较蜃兓虼嬖谟腥毕菥w或晶粒邊界，這種材料不適宜用于直接形成集成電路。通過(guò)拋光平面，可以獲得和單晶基板平整度程度相當(dāng)?shù)钠秸?，通過(guò)研磨和拋光，可以以在單晶基板上制造的元件的相同的方法制造薄的元件。
除了多晶硅基板，也可以使用單晶硅基板。注意用于集成電路制造步驟的單晶硅基板是昂貴的，這樣如果使用單晶硅基板作為支撐介質(zhì)，基板的成本變高。使用的單晶基板被限制成這樣的基板，如果在集成電路的制造步驟中使用，它可能變成有缺陷的那片，例如在電阻值、雜質(zhì)數(shù)量、灰塵數(shù)目、背面滑痕或缺陷晶體產(chǎn)生等方面存在問(wèn)題。這種單晶基板是基板制造商的不合格商品，作為次品晶片便宜地供應(yīng)，用于檢測(cè)步驟。此外，多晶基板或不合格商品的單晶晶片的拋光的產(chǎn)品在尺寸上限制為8英尺φ或12英尺φ；然而，和具有相同尺寸的拋光的玻璃基板相比，它們更便宜。這樣獲得了成本的減少。
而且，使用熔點(diǎn)是1410□的硅材料，可以使用大約100□的高溫的處理，而這對(duì)玻璃基板是不可能的。因?yàn)楦邷靥幚?，使用多晶薄膜晶體管，可以實(shí)現(xiàn)有源層的晶粒大小的增大或通過(guò)熱氧化形成柵極氧化薄膜，獲得電學(xué)屬性等于或優(yōu)于使用石英基板、次于單晶硅基板的元件。
使用研磨和拋光使這種半導(dǎo)體基板上制造的非單晶薄膜晶體管變成諸如IC芯片的薄元件。在方形玻璃基板中容易產(chǎn)生邊緣缺陷和裂縫；然而，在圓形多晶基板或單晶基板中該問(wèn)題減少，產(chǎn)量提高。
而且，硅材料比玻璃材料具有高的韌性，這樣，硅材料適于被拋光減薄。尤其是，在垂直切割基板的方式中，多晶硅基板具有不斷裂的強(qiáng)度，而斷裂在單晶基板中可見(jiàn)。此外，具有高度平整度的拋光的硅材料具有平面內(nèi)的亞微米范圍以?xún)?nèi)的變化，并可以被高產(chǎn)量地拋光減薄。這點(diǎn)與沒(méi)有拋光的玻璃基板不同。
這樣，因?yàn)榭梢允褂玫统杀静牧喜捎酶邷毓に?，通過(guò)本發(fā)明制造的硅材料之上的薄膜晶體管增強(qiáng)了其電學(xué)屬性。此外，因?yàn)樗幕撞牧喜皇墙^緣的，可以制造具有高靜電擊穿電壓的元件。而且，不像玻璃基板，容易使硅材料變薄，例如，使厚度小于或等于100μm，且既便在元件厚度小于或等于20μm時(shí)，仍可以制造具有高強(qiáng)度的薄元件。這樣，可以制造高產(chǎn)量的IC芯片。因此，可以低成本地供應(yīng)薄的且具有廣泛應(yīng)用的IC芯片。


圖1A到1D的視圖示出了本發(fā)明的IC芯片的制造方法(實(shí)施方式1)；圖2A到2C的視圖示出了本發(fā)明的IC芯片的制造方法(實(shí)施方式1)；圖3A到3C的視圖示出了本發(fā)明的IC芯片的制造方法(實(shí)施方式1)；圖4A到4D的視圖示出了本發(fā)明的IC芯片的制造方法(實(shí)施方式2)；圖5A到5D的視圖示出了本發(fā)明的IC芯片的制造方法(實(shí)施方式2)；圖6A和6B的視圖示出了本發(fā)明的IC芯片的制造方法(實(shí)施方式2)；圖7A和7B的視圖示出了本發(fā)明的IC芯片的制造方法(實(shí)施方式3)；圖8A到8C的視圖示出了本發(fā)明的IC芯片的制造方法(實(shí)施方式3)；圖9A的視圖示出了本發(fā)明的IC芯片的制造方法(實(shí)施方式3)；圖10的視圖示出了本發(fā)明的IC芯片的制造方法(實(shí)施方式4)；圖11的視圖示出了本發(fā)明的IC芯片的制造方法(實(shí)施方式4)；圖12A和12B的視圖示出了本發(fā)明的IC芯片的制造方法(實(shí)施方式4)；圖13的視圖示出了本發(fā)明的IC芯片的制造方法(實(shí)施方式4)；圖14A和14B的視圖示出了本發(fā)明的IC芯片的制造方法(實(shí)施方式5)；圖15的視圖示出了IC芯片的結(jié)構(gòu)(實(shí)施例1)；圖16A到16E的視圖示出了IC芯片的用途(實(shí)施例2)；圖17A和17B的視圖示出了IC芯片的用途(實(shí)施例4)；圖18的視圖示出了本發(fā)明的IC芯片的應(yīng)用(實(shí)施例4)；圖19A到19C的視圖示出了本發(fā)明的IC芯片的應(yīng)用(實(shí)施例4)；以及圖20A到20C的視圖示出了本發(fā)明的IC芯片的應(yīng)用(實(shí)施例4)；具體實(shí)施方式
盡管本發(fā)明將通過(guò)參考附圖的實(shí)施方式的方式得以全面的描述，應(yīng)當(dāng)理解對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)各種改變和修正是顯而易見(jiàn)的。因此，除非這些改變和修正偏離了本發(fā)明的范圍，它們都應(yīng)理解成包括在其中。下述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，指示相同部分的參考數(shù)字可以共同用在不同的圖中。而且，每個(gè)實(shí)施方式可以自由組合。
將參考圖1A到3C描述使用本發(fā)明的薄膜集成電路裝置及其制造方法。首先，準(zhǔn)備硅晶片制成的基板10作為支撐基板，并通過(guò)熱處理或薄膜形成方法，例如高密度等離子體處理設(shè)備、濺射設(shè)備、等離子體CVD設(shè)備、真空壓力CVD設(shè)備等，形成第一絕緣薄膜9(參考圖1A)。注意優(yōu)選地硅基板的表面被高密度等離子體處理設(shè)備直接處理。第一絕緣薄膜9由硅的氧化物薄膜、氮化物薄膜或氧氮化物(oxynitride)薄膜形成。注意優(yōu)選地使用表面被鏡面拋光的多晶硅基板或單晶硅基板作為用作支撐基板的硅晶片。這里，在使用單晶基板的情況下，可能使用不合格商品，它在集成電路的制造工藝中在電阻值、雜質(zhì)量或灰塵、背面劃痕、產(chǎn)生有缺陷的晶體等方面產(chǎn)生麻煩。
用于形成第一絕緣薄膜9的高密度等離子體處理設(shè)備是使用微波激勵(lì)的高密度等離子體的處理設(shè)備，其電子溫度小于或等于1.5eV(優(yōu)選地0.5～1.5eV)，離子能量小于或等于5eV，且電子密度大約為1.0×1011cm-3～1.0×1013cm-3。使用輻射縫隙天線(xiàn)的微波激勵(lì)等離子體處理設(shè)備可以用于產(chǎn)生等離子體。此時(shí)，通過(guò)引入稀有氣體和氮源氣體的混合氣體可以氮化硅基板的表面，氮源氣體例如是氮?dú)?N2)、氨氣(NH3)和一氧化二氮(N2O)。而且，通過(guò)引入氧氣(O2)、氫氣(H2)和稀有氣體的混合氣體可以在硅基板的表面上形成氧化物薄膜。這里使用氬氣(Ar)作為稀有氣體。通過(guò)使用高密度等離子體處理設(shè)備，可以在等離子體損傷很少的情況下制造致密的薄膜?；蛘?，可通過(guò)低溫下的等離子體處理(一般為250～550℃)充分地執(zhí)行等離子體氧化處理。注意使用微波(2.45GHz)作為產(chǎn)生等離子體的頻率。而且，小于或等于5V的低的等離子體電勢(shì)可以防止分子的過(guò)離解。
該步驟中形成的氮化物包括高密度等離子體處理中使用的稀有氣體。這里，因?yàn)槭褂脷鍤?，所以包括氬氣?br> 接著，在形成有第一絕緣薄膜9的基板10的一個(gè)表面上形成具有多個(gè)薄膜集成電路的層11(參考圖1A)。具有多個(gè)薄膜集成電路的層11至少包括組成多個(gè)元件的絕緣薄膜、半導(dǎo)體層和導(dǎo)電層。而且，在結(jié)合天線(xiàn)功能的情況下，層11包括用作天線(xiàn)的導(dǎo)電層。尤其是，層11包括在晶片上形成的用作基底薄膜的第一絕緣薄膜上提供的多個(gè)元件、覆蓋該多個(gè)元件的第二絕緣薄膜、與該第二絕緣薄膜接觸并與該多個(gè)元件相連的第一導(dǎo)電層、以及覆蓋該第一導(dǎo)電層的第三絕緣薄膜，且在結(jié)合天線(xiàn)的情況下，包括用作天線(xiàn)的并與該第三絕緣薄膜接觸的第二導(dǎo)電層，以及覆蓋該第二導(dǎo)電層的第四絕緣薄膜。將在實(shí)施方式4中描述更詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。注意在實(shí)施方式5中將描述沒(méi)有結(jié)合天線(xiàn)功能且天線(xiàn)在后來(lái)連接的結(jié)構(gòu)。注意該說(shuō)明書(shū)中的術(shù)語(yǔ)“多個(gè)”表示至少兩個(gè)。
接著，提供第一薄膜或樹(shù)脂層12以覆蓋具有多個(gè)薄膜集成電路的層11。提供第一薄膜或樹(shù)脂層12以保護(hù)具有多個(gè)薄膜集成電路的層11。
接著，提供第二薄膜13以覆蓋第一薄膜或樹(shù)脂層12。第二薄膜13由氯乙烯樹(shù)脂、硅酮樹(shù)脂、聚烯烴樹(shù)脂等形成，并具有拉伸屬性。這樣，有時(shí)將第二薄膜13稱(chēng)為展開(kāi)的薄膜。此外，第二薄膜13優(yōu)選地具有這種屬性在通常狀態(tài)具有強(qiáng)的粘附性，但當(dāng)被光照射時(shí)具有很弱的粘附性。尤其是，可以使用UV膠帶，當(dāng)被紫外光照射時(shí)它的粘附性變?nèi)酢?br> 接著，基板10的相反表面被研磨裝置14研磨(參考圖1B)。依照所述研磨，基板10被粗略地減薄。優(yōu)選地基板10被研磨到小于或等于100μm的厚度。一般地，通過(guò)旋轉(zhuǎn)基板10所固定的一個(gè)或兩個(gè)鉆磨(jig)以及研磨裝置14，基板10的表面在研磨步驟中被研磨。例如研磨裝置14對(duì)應(yīng)于磨石。
接著，研磨的基板10的表面被拋光裝置16拋光(參考圖1C)。根據(jù)所述拋光，去除了研磨的基板10的粗糙并進(jìn)一步減薄了研磨的基板10。優(yōu)選地基板10被拋光到具有1～20μm的厚度，或更優(yōu)選地1～5μm的厚度。以和上述研磨步驟相同的方式，在拋光步驟中通過(guò)旋轉(zhuǎn)基板10所固定的一個(gè)或兩個(gè)鉆磨以及拋光裝置16，基板10的表面被拋光。例如拋光裝置16對(duì)應(yīng)于砂布。而且，除了砂布，也可以使用松面15。本實(shí)施方式中使用的松面可以具有大約1μm的直徑。此后，如有必要，執(zhí)行清洗，以去除研磨和拋光步驟中產(chǎn)生的灰塵，這在圖中沒(méi)有示出。
接著，基板10、第一絕緣薄膜9、具有多個(gè)薄膜集成電路的層11以及第一薄膜或樹(shù)脂層12被切斷裝置17切斷。具有多個(gè)薄膜集成電路的層11中，薄膜集成電路之間的邊界(薄膜集成電路之間)被切斷以分離多個(gè)薄膜集成電路中的每一個(gè)。而且，切斷具有多個(gè)薄膜集成電路的層11中提供的絕緣薄膜，而不切斷具有多個(gè)薄膜集成電路的層11中提供的元件。因此，在該切斷步驟之后形成了多個(gè)薄膜集成電路18。
以基板10、第一絕緣薄膜9、薄膜集成電路18以及第一薄膜或樹(shù)脂層12的疊層形成了多個(gè)IC芯片19(參考圖1D)。注意切斷裝置17對(duì)應(yīng)于劃片機(jī)(dicer)、激光、線(xiàn)狀鋸等。而且，在該步驟中不切斷第二薄膜13。只要能執(zhí)行切斷工藝，任何類(lèi)型的激光都可以用于切割。
第二薄膜13被伸展以形成IC芯片19之間的間隙(參考圖2A)。此時(shí)，優(yōu)選地在平面方向上等同地拉伸以使IC芯片19之間的間隙相等。接著，使用光照射第二薄膜13。當(dāng)?shù)诙∧な荱V膠帶時(shí)，使用紫外光照射薄膜。這樣，第二薄膜13的粘附性減弱，第二薄膜13和IC芯片19之間的粘附降低。這樣，獲得一種狀態(tài)可以通過(guò)物理方法將IC芯片19與第二薄膜13分離。
上述步驟中，伸展第二薄膜13之后使用光照射第二薄膜13；然而，本發(fā)明不限于這種順序?？梢栽谑褂霉庹丈浔∧?3之后伸展第二薄膜13。
后續(xù)的步驟可以以下面的兩種方法中的任一種執(zhí)行，下面首先描述第一種方法。
第一種方法中，IC芯片19被拾取裝置21取出以從第二薄膜13分離IC芯片19。接著，IC芯片19被拾取裝置21放置在第一基底20上以粘附IC芯片19的一個(gè)表面到第一基底20上(參考圖2B)。
接著，IC芯片的另一個(gè)表面被粘附到第二基底22(參考圖2B)。使用層壓機(jī)執(zhí)行該步驟，該層壓機(jī)包括纏有第二基底22的進(jìn)給輥24以及纏有基底的輥23，其在具有加熱功能和加壓功能之一或兩者的柔性薄片或薄膜的基底部分上配備有包含熱固性樹(shù)脂或熱塑性樹(shù)脂作為主要成分的粘性層。通過(guò)依次旋轉(zhuǎn)輥23和進(jìn)給輥24，使用具有柔性的薄板或薄膜的基底部分處的設(shè)有包含熱固性樹(shù)脂或熱塑性樹(shù)脂作為主要成分的粘性層的基底，對(duì)IC芯片19連續(xù)執(zhí)行熱壓和密封處理。尤其是，使用輥23將IC芯片19的另一面與第二基底22粘附，且通過(guò)執(zhí)行熱處理或加壓處理中的一個(gè)或兩個(gè)，用第一基底和第二基底22密封IC芯片19。
這里，將更詳細(xì)地描述上述熱壓和密封處理。輥23和進(jìn)給輥24依次旋轉(zhuǎn)，且進(jìn)給輥24為輥23供給第二基底22。設(shè)有多個(gè)IC芯片19的第一基底20由傳輸裝置27傳送。熱壓和密封處理對(duì)應(yīng)于這樣的處理其中當(dāng)IC芯片19所粘附的第一基板20經(jīng)過(guò)輥23和傳輸裝置27之間時(shí)，通過(guò)輥23和傳輸裝置27對(duì)IC芯片19、第一基底20和第二基底22執(zhí)行加壓處理和熱處理其中之一或兩者。
當(dāng)執(zhí)行熱壓和密封處理時(shí)，IC芯片19被第一基底20和第二基底22密封。注意傳輸裝置27對(duì)應(yīng)于帶式輸送機(jī)或多個(gè)輥?zhàn)踊驒C(jī)械手等。當(dāng)使用輥23和傳輸裝置27執(zhí)行熱處理時(shí)，輥23具有對(duì)應(yīng)于加熱線(xiàn)、油等的加熱器的加熱功能。
接著，第一基底20和第二基底22被切斷裝置26切斷(參考圖2C)。這樣，完成了被第一基底20和第二基底22密封的IC芯片19。
接著，描述第二種方法。
首先，提供第一基底20以覆蓋IC芯片19的一個(gè)表面(參考圖3A)。接著，通過(guò)使用加熱裝置25加熱第一基底20，將IC芯片19的一個(gè)表面粘附到第一基底20。接著，將IC芯片19所粘附的第一基底20與第二薄膜13分離，以從第二薄膜13分離IC芯片19(參考圖3B)。
接著，通過(guò)粘附IC芯片19的另一表面到第二基底22，IC芯片19被第一基底20和第二基底22密封(參考圖3C)。然后，第一基底20和第二基底22被切斷。該步驟中，使用和第一種方法中使用的相類(lèi)似的切斷裝置。
注意在第二種方法中，在使用光照射第二薄膜13之后，提供第一基底20以覆蓋IC芯片的一個(gè)表面(參考圖3A)。然而，本發(fā)明不限于這種順序，可以在提供第一基底20之后使用光照射第二薄膜13以覆蓋IC芯片19的一個(gè)表面和加熱第一基底20。
上述步驟中，在完成基板10的研磨步驟(參考圖1B)和拋光步驟(參考圖1C)之后，執(zhí)行基板10的切斷步驟(參考圖1D)；然而，本發(fā)明不限于這種順序。換句話(huà)說(shuō)，基板10的研磨步驟和拋光步驟可以在基板10的切斷步驟之后執(zhí)行。
通過(guò)上述步驟完成的IC芯片19具有厚度薄和重量輕的特征。而且，IC芯片19具有這樣的特征既便IC芯片19安裝在產(chǎn)品上，設(shè)計(jì)并不因?yàn)槠浜穸缺《嘶?br> 將參考圖4A到6B描述本發(fā)明的實(shí)施方式2。
首先，在基板30的一個(gè)表面上形成絕緣薄膜32，且在該絕緣薄膜32上形成具有多個(gè)薄膜集成電路的層31(參考圖4A)。注意基板30對(duì)應(yīng)于硅晶片，例如多晶硅基板或單晶基板。具有多個(gè)薄膜集成電路的層31至少包括組成多個(gè)元件的多個(gè)絕緣薄膜、半導(dǎo)體層和導(dǎo)電層。
接著，提供薄膜33以覆蓋具有多個(gè)薄膜集成電路的層31。薄膜33由氯乙烯樹(shù)脂、硅酮樹(shù)脂、聚烯烴樹(shù)脂等形成，并使用具有拉伸屬性的薄膜。這樣，有時(shí)將薄膜33稱(chēng)為展開(kāi)的薄膜。此外，薄膜33優(yōu)選地具有這樣的屬性在通常狀態(tài)它具有強(qiáng)的粘附性，而使用光照射時(shí)其粘附性減弱。尤其是，可以使用UV膠帶，當(dāng)被紫外光照射時(shí)它的粘附性變?nèi)?。注意本?shí)施方式和實(shí)施方式1的不同之處在于沒(méi)有形成保護(hù)薄膜或樹(shù)脂層。
接著，通過(guò)研磨裝置14研磨形成有絕緣薄膜32的基板30的表面的相對(duì)表面(參考圖4B)。優(yōu)選地基板30被研磨到小于或等于100μm的厚度。
接著，研磨的基板30的表面被拋光裝置16(例如砂布)拋光(圖4C)。而且，該步驟中可以使用松面15。本實(shí)施方式中使用的松面可以具有大約1μm的直徑。優(yōu)選地基板30被拋光成具有1～20μm的厚度，或更優(yōu)選地1～5μm的厚度。
接著，基板30、絕緣薄膜32以及具有多個(gè)薄膜集成電路的層31被切斷裝置17切斷。具有多個(gè)薄膜集成電路的層31中，每個(gè)薄膜集成電路的邊界被切斷以分離該多個(gè)薄膜集成電路中的每一個(gè)。而且，具有多個(gè)薄膜集成電路的層31中提供的元件不被切斷；然而，具有多個(gè)薄膜集成電路的層31中提供的絕緣薄膜被切斷。因此，在切斷步驟之后形成多個(gè)薄膜集成電路38。換句話(huà)說(shuō)，形成了多個(gè)具有基板30、絕緣薄膜32、薄膜集成電路38以及薄膜33的疊層的IC芯片39(參考圖4D)。注意該步驟中薄膜33沒(méi)有被切斷。
接著，薄膜33被拉伸以在IC芯片39之間形成間隙(參考圖5A)。此時(shí)，優(yōu)選薄膜在平面方向被等同地拉伸以在IC芯片39之間形成均勻間隙。
后續(xù)步驟可以以下面三種方法中的任何一種執(zhí)行。作為第一種方法，描述了薄膜33是粘性帶的情況。這種情況下，通過(guò)切斷裝置17切斷薄膜33以分離IC芯片39(參考圖5B)。
接著，薄膜33粘附于其上的IC芯片39被拾取裝置21拾取。然后，通過(guò)移動(dòng)拾取裝置21，薄膜33粘附于其上的IC芯片39被放置在第一帶40的凹陷部分中(參考圖5C)。
接著，提供第二帶41以與第一帶40接觸(參考圖5D)。當(dāng)使用IC芯片39時(shí)，通過(guò)從第一帶40除去第二帶41而取出IC芯片39。
第二種方法描述了薄膜33是UV膠帶的情況。這種情況下，薄膜33可以在拉伸薄膜33之后以卷或薄板狀態(tài)裝運(yùn)(參考圖6A)。
當(dāng)使用IC芯片39時(shí)，用紫外光選擇性地照射薄膜33。那么，薄膜33和IC芯片39之間的粘附性變低，可以獲得一種狀態(tài)可以通過(guò)物理方法將IC芯片39與薄膜33分離。接著，通過(guò)分離裝置(例如拾取裝置)，將IC芯片39與薄膜33徹底分離以供使用。
最后，描述在拾取之后的步驟IC芯片不被密封的情況。該方法中，在拾取IC芯片之后，IC芯片重新在盤(pán)42上以格狀排列(參考圖6B)。然后，當(dāng)使用IC芯片時(shí)可以從盤(pán)42取出IC芯片。
注意上述步驟中，在完成基板30的研磨步驟(參考圖4B)和拋光步驟(參考圖4C)之后，執(zhí)行基板30的切斷步驟(參考圖1D)；然而，本發(fā)明不限于這種順序。換句話(huà)說(shuō)，基板30的研磨步驟和拋光步驟可以在切斷基板30之后執(zhí)行。
通過(guò)上述步驟完成的IC芯片39具有厚度薄和重量輕的特征。而且，IC芯片39具有這樣的特征既便IC芯片39安裝在產(chǎn)品上，設(shè)計(jì)并不因?yàn)槠浜穸缺《嘶?br> 將參考圖7A到9描述本發(fā)明的實(shí)施方式3。該實(shí)施方式中，描述了在實(shí)施方式1的步驟中使用框架(載體鉆磨(carrier jig))的操作。
首先，如上所述，在基板10上形成絕緣薄膜9，并在該絕緣薄膜9上形成具有多個(gè)薄膜集成電路的層11。接著，貼第一薄膜或樹(shù)脂薄膜12以覆蓋具有多個(gè)薄膜集成電路的層11。然后，貼第二薄膜13以覆蓋第一薄膜或樹(shù)脂層12。通過(guò)設(shè)置連接于框架51的第二薄膜13上的第一薄膜或樹(shù)脂層12、具有多個(gè)薄膜集成電路的層11以及基板10的疊層52完成該步驟(參考圖7A的剖面圖，以及圖7B的透視圖)。
設(shè)置多孔吸盤(pán)(porous chuck)53與第二薄膜13的一個(gè)表面接觸(參考圖8A)。多孔吸盤(pán)53具有多孔真空吸盤(pán)的結(jié)構(gòu)。
接著，處理多孔吸盤(pán)53以使基板10的一個(gè)表面比框架51的表面高。然后，基板10被固定，保持多孔吸盤(pán)53被處理的狀態(tài)(參考圖8B)。
然后，基板10被研磨裝置14研磨。隨后，基板10被諸如砂布這樣的拋光裝置16拋光。這里也可使用松面10等(參考圖8C)。注意該實(shí)施方式中使用的松面的尺寸大約為1μm。
這里，因?yàn)榛?0的厚度已經(jīng)由于研磨和拋光步驟被減薄，需要不變形地將基板10移到下一個(gè)處理階段。然后，設(shè)置臂狀物54與基板10交疊，且臂狀物54和框架51一起傳送(參考圖9)。
可以在從框架51去除疊層52或保持疊層52設(shè)置在框架51上的狀態(tài)之后執(zhí)行后續(xù)步驟。
將參考圖1A到2C、10到13、以及19A到20C描述本發(fā)明的實(shí)施方式4。該實(shí)施方式中，參考附圖描述在具有絕緣表面的基板10的一個(gè)表面上形成的具有多個(gè)薄膜集成電路的層11的結(jié)構(gòu)(結(jié)合了天線(xiàn)的IC芯片的結(jié)構(gòu))。
在基板10上形成將成為基膜的第一絕緣薄膜9(參考圖19A)。第一絕緣薄膜9由氮氧化硅(silicon nitride oxide)和氧氮化硅的疊層薄膜，氧氮化硅、氮氧化硅和氧氮化硅的疊層薄膜，或氧化硅、氮氧化硅和氧氮化硅的疊層薄膜形成。
接著，在第一絕緣薄膜9上形成多個(gè)元件。這里多個(gè)元件對(duì)應(yīng)于選自薄膜晶體管、電容器、電阻器、二極管等的多個(gè)元件。這里，描述元件的制造方法。首先，在第一絕緣薄膜9上形成非晶半導(dǎo)體薄膜704(例如，由非晶硅作為主要成分形成的薄膜)。通過(guò)濺射方法、LPCVD方法、等離子體CVD方法等形成厚度為25～200nm(優(yōu)選地30～150nm)的非晶半導(dǎo)體薄膜704。然后通過(guò)激光結(jié)晶方法、使用RTA或退火爐的熱結(jié)晶方法、使用促進(jìn)結(jié)晶的金屬元素的熱結(jié)晶方法、結(jié)合使用促進(jìn)結(jié)晶的金屬元素的熱結(jié)晶方法和激光結(jié)晶方法的方法晶化非晶半導(dǎo)體薄膜704，形成晶體半導(dǎo)體薄膜。接著，將獲得的晶體半導(dǎo)體薄膜蝕刻成希望的形狀以形成晶體半導(dǎo)體薄膜706到709(參考圖19C)。注意絕緣薄膜9和非晶半導(dǎo)體薄膜704可以連續(xù)形成而不暴露于空氣。
此后簡(jiǎn)要地描述晶體半導(dǎo)體薄膜706到709的制造步驟的實(shí)例。作為晶化非晶半導(dǎo)體薄膜的方法，有激光結(jié)晶方法、使用RTA或退火爐的熱結(jié)晶方法、使用促進(jìn)結(jié)晶的金屬元素的熱結(jié)晶方法、結(jié)合使用促進(jìn)結(jié)晶的金屬元素的熱結(jié)晶方法和激光結(jié)晶方法的方法等。此外，作為另一種結(jié)晶方法，通過(guò)施DC偏置產(chǎn)生熱等離子體和使該熱等離子體與半導(dǎo)體薄膜反應(yīng)執(zhí)行晶化。
該實(shí)施方式中，通過(guò)等離子體CVD方法形成厚度為40～300nm的非晶半導(dǎo)體薄膜，形成了通過(guò)熱處理結(jié)晶化的晶體半導(dǎo)體薄膜706到709。作為熱處理，可以使用激光加熱爐、激光照射或使用燈代替激光的光照射(此后描述為燈退火)?；蛘?，這些方法可以組合使用。
在使用激光照射的情況下，可以使用連續(xù)波激光束(CW激光束)或脈沖激光束。作為可使用的激光束，可以使用下述氣體激光器，例如Ar激光器、Kr激光器和準(zhǔn)分子激光器；單晶激光器，例如YAG、YVO4、鎂橄欖石(Mg2SiO4)、YAlO3、GdVO4；或多晶(陶瓷)激光器，例如YAG、Y2O3、YVO3、YAlO3或GdVO4，摻雜以選自Nd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm和Ta的一種或多種介質(zhì)；或玻璃激光器、紅寶石激光器、變石激光器、Ti藍(lán)寶石激光器、銅蒸氣激光器、金蒸氣激光器。通過(guò)使用這些激光束的基波以及基波的二次諧波到四次諧波范圍的激光束照射，可以獲得晶粒尺寸大的晶體。例如，可以使用Nd:YVO4激光器(基波1064nm)的二次諧波(532nm)的波長(zhǎng)或三次諧波(355nm)的波長(zhǎng)。此時(shí)需要大約0.01～100MW/cm2(優(yōu)選地0.1～10MW/cm2)的激光能量密度。那么，用于照射的掃描速度設(shè)置為大約10～2000cm/sec。
注意對(duì)于Ar離子激光器、Ti藍(lán)寶石激光器和單晶激光器(例如YAG、YVO4、鎂橄欖石(Mg2SiO4)、YAlO3、GdVO4)或摻雜以選自Nd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm或Ta的一種或多種介質(zhì)的多晶(陶瓷)激光器(例如YAG、Y2O3、YVO4、YAlO3或GdVO4)中的每一個(gè)，都可以發(fā)生連續(xù)振蕩。此外，通過(guò)執(zhí)行Q開(kāi)關(guān)操作或模式鎖定，使用這些激光器可以實(shí)現(xiàn)振蕩頻率為10MHz或更大的脈沖振蕩。當(dāng)激光束以大于或等于10MHz的振蕩頻率振蕩時(shí)，以連續(xù)的脈沖照射半導(dǎo)體薄膜，同時(shí)半導(dǎo)體薄膜在被激光熔融后固化。因此，因?yàn)楣虘B(tài)-液態(tài)界面可以在半導(dǎo)體薄膜中連續(xù)地移動(dòng)，可以獲得向掃描方向連續(xù)生長(zhǎng)的晶粒，這和使用低振蕩頻率的脈沖激光器的情況是不同的。
當(dāng)使用陶瓷(多晶)作為介質(zhì)時(shí)，可以在很短的時(shí)間以很低的成本形成形狀自由的介質(zhì)。在使用單晶的情況下，通常使用幾mm直徑和幾十mm長(zhǎng)的圓柱狀介質(zhì)；然而，當(dāng)使用陶瓷時(shí)可以形成更大的介質(zhì)。
介質(zhì)中對(duì)光發(fā)射具有直接貢獻(xiàn)的諸如Nd和Yb的摻雜劑濃度無(wú)論在單晶或多晶中都很難有顯著改變。這樣，由于摻雜劑濃度的增加，在激光輸出改進(jìn)方面存在近似限制。然而，在陶瓷的情況可以期望有輸出的顯著的改善，因?yàn)楹蛦尉啾?，介質(zhì)的尺寸可以顯著增大。
而且，在陶瓷的情況下，容易形成具有平行六面體或長(zhǎng)方體形狀的介質(zhì)。當(dāng)振蕩的激光在使用這種形狀介質(zhì)的介質(zhì)中以Z字形方式移動(dòng)時(shí)，可以獲得長(zhǎng)的振蕩光路徑。因此，放大被增大，且可能以大輸出振蕩。而且，從具有這種形狀的介質(zhì)發(fā)出的激光束在照射中具有方形截面形狀。這樣，和圓形光束相比，它有利于調(diào)整成線(xiàn)性光束。通過(guò)使用光學(xué)系統(tǒng)調(diào)整以這種方法發(fā)射的激光束，可以獲得短邊小于或等于1mm且長(zhǎng)邊為幾個(gè)mm到幾m的線(xiàn)性光束。而且，通過(guò)使用激勵(lì)光均勻照射介質(zhì)，線(xiàn)性光束在長(zhǎng)邊方向具有均勻的能量分布。
通過(guò)使用該線(xiàn)性光束照射半導(dǎo)體薄膜，可以對(duì)半導(dǎo)體薄膜的整個(gè)表面進(jìn)行均勻退火。在需要直到線(xiàn)性光束兩端都均勻退火的情況下，在兩端都放置狹縫，防止光照射到能量衰減部分。
使用具有均勻強(qiáng)度的線(xiàn)性光束退火以這種方式獲得的半導(dǎo)體薄膜，且使用該半導(dǎo)體薄膜制造半導(dǎo)體裝置。那么，半導(dǎo)體裝置的特性可以非常好且均勻。
作為使用促進(jìn)晶化的金屬元素的熱結(jié)晶方法，給出特定方法的一個(gè)實(shí)例。在非晶半導(dǎo)體薄膜之上保持包含鎳(用作促進(jìn)晶化的金屬元素)的溶液之后，通過(guò)在非晶半導(dǎo)體薄膜上執(zhí)行脫氫處理(500℃，1小時(shí))和熱結(jié)晶處理(550℃，4小時(shí))，形成晶體半導(dǎo)體薄膜。然后，按需要發(fā)射激光，以形成晶體半導(dǎo)體薄膜706到709。
使用促進(jìn)晶化的金屬元素的熱結(jié)晶方法，可以在低溫和短時(shí)間使非晶半導(dǎo)體薄膜結(jié)晶。而且，該結(jié)晶方法具有結(jié)晶方向可以均勻的優(yōu)點(diǎn)。另一方面，因?yàn)榻饘僭乇Ａ粼诰w半導(dǎo)體薄膜中，關(guān)斷電流增加，且出現(xiàn)特性不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。這里，優(yōu)選地在晶體半導(dǎo)體薄膜上形成用作吸氣位置的非晶半導(dǎo)體薄膜。因?yàn)樾枰T如磷或氬的雜質(zhì)元素包含在用作吸氣位置的非晶半導(dǎo)體薄膜中，優(yōu)選地使用包括高濃度氬的濺射方法作為形成非晶半導(dǎo)體薄膜的方法。此后，執(zhí)行熱處理(RTA方法、使用退火爐的熱退火等)，所以金屬元素?cái)U(kuò)散到非晶半導(dǎo)體薄膜中。接著，包含金屬元素的非晶半導(dǎo)體薄膜被去除。通過(guò)執(zhí)行這種吸氣處理，可以減小晶體半導(dǎo)體薄膜中的金屬元素濃度或去除金屬元素。
接著，形成覆蓋半導(dǎo)體薄膜706到709的柵極絕緣薄膜705。通過(guò)等離子體CVD方法或?yàn)R射方法，使用包含硅的氧化物或硅的氮化物的單層或疊層形成柵極絕緣薄膜705。尤其是，包含氧化硅的薄膜、包含氧氮化硅的薄膜、或包含氮氧化硅的薄膜形成為單層。或者，這些層可以適當(dāng)堆疊。而且，通過(guò)在包含氧、氮或氧和氮二者的氣氛中對(duì)晶體半導(dǎo)體薄膜706到709執(zhí)行高密度等離子體處理，晶體半導(dǎo)體薄膜706到709的表面可以被氧化或氮化以形成柵極絕緣薄膜。通過(guò)高密度等離子體處理形成的柵極絕緣薄膜在厚度和質(zhì)量的均勻性方面優(yōu)于由CVD方法或?yàn)R射方法形成的薄膜。而且，柵極絕緣薄膜可以以致密的薄膜形成。作為包含氧的氣氛，可以使用稀有氣體和氧氣(O2)或一氧化二氮(N2O)的混合氣體，或稀有氣體、氫氣(H2)和氧氣(O2)或一氧化二氮(N2O)的混合氣體。作為包含氮的氣氛，可以使用稀有氣體和氮?dú)?N2)或氨氣(NH3)的混合氣體，稀有氣體、氫氣(H2)和氮?dú)?N2)或氨氣(NH3)的混合氣體。
接著，在柵極絕緣薄膜705上堆疊第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層。通過(guò)等離子體CVD方法或?yàn)R射方法形成厚度為20～100nm的第一導(dǎo)電層。形成厚度為100～400nm的第二導(dǎo)電層。第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層由選自鉭(Ta)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鈮(Nb)等的元素，或包含這些元素作為主要成分的合金或化合物形成。此外，這些層可以由摻雜雜質(zhì)元素(例如磷)的多晶硅為代表的半導(dǎo)體材料形成。給出氮化鉭(TaN)薄膜和鎢(W)薄膜、氮化鎢(WN)和鎢薄膜、氮化鉬(MoN)薄膜和鉬(Mo)薄膜等作為第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層組合的實(shí)例。因?yàn)殒u或氮化鎢具有高的耐熱性，用于熱激活的熱處理可以在形成第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層之后執(zhí)行。除了第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層的兩層結(jié)構(gòu)之外，可以采用單層結(jié)構(gòu)或三層結(jié)構(gòu)。在三層結(jié)構(gòu)的情況下，優(yōu)選采用在基板上依次堆疊鉬薄膜、鋁薄膜、鉬薄膜獲得的結(jié)構(gòu)或依次堆疊鈦薄膜、鋁薄膜或鈦薄膜獲得的結(jié)構(gòu)。
接著，通過(guò)光刻形成由抗蝕劑形成的掩模，并為形成柵電極和柵極線(xiàn)執(zhí)行刻蝕處理，以形成用作柵電極的導(dǎo)電層716到719以及721到724(此后，有時(shí)稱(chēng)為柵電極)。
在通過(guò)光刻形成由抗蝕劑形成的掩模之后，通過(guò)離子摻雜方法或離子注入方法向晶體半導(dǎo)體薄膜706和708添加低濃度的提供n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素。這樣，形成n型雜質(zhì)區(qū)711和713以及溝道形成區(qū)780和782。對(duì)于提供n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素，可以采用屬于15族的元素，例如磷(P)或砷(As)。
接著，通過(guò)光刻形成由抗蝕劑形成的掩模，并向晶體半導(dǎo)體薄膜707和709添加提供p型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素，以形成p型雜質(zhì)區(qū)712和714以及溝道形成區(qū)781和783。作為提供p型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素，例如采用硼(B)。至于形成n型雜質(zhì)區(qū)711和713以及p型雜質(zhì)區(qū)712和714的順序，可以如本實(shí)施方式所述，可以在形成n型雜質(zhì)區(qū)711和713之后形成p型雜質(zhì)區(qū)712和714?？蛇x地，可以在形成p型雜質(zhì)區(qū)712和714之后形成n型雜質(zhì)區(qū)711和713。
接著，形成覆蓋柵極絕緣薄膜705和導(dǎo)電層716到719以及721到724的絕緣薄膜。通過(guò)等離子體CVD方法或?yàn)R射方法，使用由無(wú)機(jī)材料(例如硅、硅的氧化物、或硅的氮化物)形成的薄膜，和有機(jī)材料(例如有機(jī)樹(shù)脂)形成的薄膜的單層或疊層形成該絕緣薄膜。接著，通過(guò)主要在垂直方向的各向異性刻蝕選擇性地刻蝕該絕緣薄膜，以形成與導(dǎo)電層716到719以及721到724的側(cè)面接觸的絕緣薄膜739到742(有時(shí)稱(chēng)為側(cè)壁)(參考圖20A)。而且，通過(guò)刻蝕柵極絕緣薄膜705形成的絕緣薄膜734到737，和絕緣薄膜739到742同時(shí)形成。絕緣薄膜739到742用作在后來(lái)形成LDD(輕摻雜漏極)區(qū)時(shí)進(jìn)行摻雜的摻雜掩模。
接著，使用通過(guò)光刻由抗蝕劑形成的掩模和絕緣薄膜739到742作為掩模，向晶體半導(dǎo)體薄膜706到708添加提供n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素，以形成第一n型雜質(zhì)區(qū)(有時(shí)稱(chēng)為L(zhǎng)DD區(qū))727和729，以及第二n型雜質(zhì)區(qū)726和728。第一n型雜質(zhì)區(qū)727和729中包含的雜質(zhì)元素的濃度低于第二n型雜質(zhì)區(qū)726和728中的濃度。經(jīng)過(guò)上述步驟，完成了n型薄膜晶體管62和64以及p型薄膜晶體管63和65。
注意為了形成LDD區(qū)，存在這樣一種方法，其中形成具有兩層或更多層的疊層結(jié)構(gòu)的柵電極，從而使用組成柵電極底層的導(dǎo)電層作為掩模，對(duì)柵電極執(zhí)行諸如各向異性的刻蝕，或存在這樣一種方法，其中作為柵電極的側(cè)壁的絕緣薄膜用作掩模。通過(guò)前面一種方法形成的薄膜晶體管具有這種結(jié)構(gòu)其中LDD區(qū)與柵電極交疊放置，柵絕緣薄膜位于其間。由于使用柵電極的蝕刻，如柵電極的各向異性蝕刻，該結(jié)構(gòu)很難控制LDD區(qū)的寬度，并且如果不能完美地執(zhí)行刻蝕，則在一些情況下不能形成LDD區(qū)。另一方面，和前面一種方法相比，后面一種將作為側(cè)壁的絕緣薄膜用作掩模的方法容易控制LDD區(qū)的寬度，能夠確保形成LDD區(qū)。
注意在去除暴露的n型雜質(zhì)區(qū)726和728以及在p型雜質(zhì)區(qū)785和730的表面上形成的自然氧化物薄膜之后，可以適當(dāng)?shù)厥褂媒饘俦∧ば纬晒杌飬^(qū)域。作為金屬薄膜，可以使用鎳薄膜、鈦薄膜、鈷薄膜、鉑薄膜或由包含選自這些的至少兩種元素的合金形成的薄膜。更具體而言，當(dāng)鎳薄膜用作金屬薄膜時(shí)，例如在室溫以500W～1kW的薄膜形成功率通過(guò)濺射方法形成鎳薄膜之后通過(guò)熱處理形成硅化物區(qū)域。作為熱處理，可以使用RTA、爐退火等。此時(shí)通過(guò)控制金屬薄膜的厚度、加熱溫度和加熱時(shí)間，僅n型雜質(zhì)區(qū)726和728以及p型雜質(zhì)區(qū)785和730的表面或整體都可以制成硅化物區(qū)域。最后，去除未反應(yīng)的鎳。例如，使用包含HCL∶HNO3∶H2O＝3∶2∶1的刻蝕溶液去除未反應(yīng)的鎳。
注意盡管該實(shí)施例中根據(jù)薄膜晶體管62到65是頂柵型晶體管的實(shí)例做了描述，但它們都可以是底柵型薄膜晶體管。此外，盡管根據(jù)每個(gè)薄膜晶體管62到65具有一個(gè)溝道形成區(qū)的單柵結(jié)構(gòu)做了描述，但可以采用形成兩個(gè)溝道形成區(qū)的雙柵結(jié)構(gòu)或形成三個(gè)溝道形成區(qū)的三柵結(jié)構(gòu)。而且，可以采用兩個(gè)柵電極放置在溝道形成區(qū)之上或之下、柵極絕緣薄膜位于其間的雙柵結(jié)構(gòu)或其它結(jié)構(gòu)。
對(duì)于組成薄膜晶體管62到65的半導(dǎo)體薄膜的結(jié)構(gòu)，可以采用不同于本實(shí)施方式中描述的結(jié)構(gòu)。例如，可以分別形成雜質(zhì)區(qū)(包括源極區(qū)域、漏極區(qū)域和LDD區(qū))，并可以形成p溝道晶體管、n溝道晶體管或CMOS電路中的任何一種。而且，可以形成絕緣薄膜(側(cè)壁)以與在半導(dǎo)體薄膜之上或之下提供的柵電極的側(cè)面接觸。
經(jīng)過(guò)上述步驟，在完成n型薄膜晶體管62和64以及p型薄膜晶體管63和65之后，可以執(zhí)行恢復(fù)半導(dǎo)體薄膜的晶體屬性或激活添加到半導(dǎo)體薄膜的雜質(zhì)元素的熱處理。優(yōu)選地在執(zhí)行熱處理之后，通過(guò)在包含氫的氣氛中對(duì)暴露的柵極絕緣薄膜705執(zhí)行高密度等離子處理，氫可以包含在柵極絕緣薄膜705的表面中。這是因?yàn)闅淇梢杂迷诤竺娴臍浠雽?dǎo)體薄膜的工藝中。而且，通過(guò)在包含氫的氣氛中在350□～450℃的溫度下加熱基板執(zhí)行高密度等離子體處理，可以氫化半導(dǎo)體薄膜。注意氫氣(H2)或氨氣(NH3)以及稀有氣體(例如氬氣(Ar))的混合氣體可以用作包含氫的氣氛。在使用氨氣(NH3)和稀有氣體(例如氬氣(Ar))的混合氣體作為包含氫的氣氛的情況下，柵極絕緣薄膜705的表面可以被同時(shí)氫化和氮化。
接著，形成單層或疊層的絕緣薄膜以覆蓋薄膜晶體管62到65。覆蓋薄膜晶體管62到65的絕緣薄膜由無(wú)機(jī)材料(例如硅的氧化物或硅的氮化物)以及通過(guò)SOG方法或小滴釋放方法(drop discharge)形成的有機(jī)材料(例如聚酰亞胺、聚酰胺、苯并環(huán)丁烯、丙烯酸、環(huán)氧樹(shù)脂或硅氧烷)的單層或疊層形成。本說(shuō)明書(shū)中，硅氧烷表示具有硅(Si)氧(O)鍵的骨架結(jié)構(gòu)的化合物，包含至少氫的有機(jī)基團(tuán)(例如烷基和芳烴)作為取代基。而且，氟代基可以用作取代基，或包含至少氫的有機(jī)基團(tuán)或氟代基兩者都可以用作取代基。注意本說(shuō)明書(shū)中，作為覆蓋薄膜晶體管62到65的絕緣薄膜，使用氮化硅薄膜或包含氧的氮化硅薄膜的單層結(jié)構(gòu)形成第二絕緣薄膜66(參考圖20B)。此時(shí)，優(yōu)選地通過(guò)在包含氫的氣氛中對(duì)氮化硅薄膜或包含氧的氮化硅薄膜執(zhí)行高密度等離子體處理，使氫包含在氮化硅薄膜或包含氧的氮化硅薄膜的表面內(nèi)。這是因?yàn)闅淇梢杂迷诤竺鏆浠雽?dǎo)體薄膜的步驟中。而且，通過(guò)在包含氫的氣氛中在350℃～450℃的溫度下加熱基板執(zhí)行高密度等離子體處理，可以氫化半導(dǎo)體薄膜。注意氫氣(H2)或氨氣(NH3)以及稀有氣體(例如氬氣(Ar))的混合氣體可以用作包含氫的氣氛。在使用氨氣(NH3)和稀有氣體(例如氬氣(Ar))的混合氣體作為包含氫的氣氛的情況，柵極絕緣薄膜705的表面可以被同時(shí)氫化和氮化。
注意在形成第二絕緣薄膜66之前，為恢復(fù)半導(dǎo)體薄膜的晶體屬性或激活添加到半導(dǎo)體薄膜中的雜質(zhì)元素，可以執(zhí)行熱處理。對(duì)于熱處理，可以采用熱退火、激光退火方法、RTA方法等。例如為激活雜質(zhì)元素，可以在500℃或更高的溫度下執(zhí)行熱退火。為氫化半導(dǎo)體薄膜，可以在350℃～450℃下執(zhí)行熱退火。
接著，通過(guò)光刻刻蝕第二絕緣薄膜66以形成暴露n型雜質(zhì)區(qū)726和728以及p型雜質(zhì)區(qū)785和730的接觸孔。然后，形成導(dǎo)電層以填充接觸孔，圖形化該導(dǎo)電層以形成用作源極或漏極線(xiàn)的導(dǎo)電層71到76。
通過(guò)等離子體CVD方法或?yàn)R射方法使用包含鋁(Al)作為主要成分的導(dǎo)電層形成導(dǎo)電層71～76。包含鋁作為主要成分的導(dǎo)電層對(duì)應(yīng)于包含鎳以及包含鋁作為其主要成分的材料，或包含鋁作為其主要成分且包含鎳以及碳或硅其中之一或它們二者的合金材料。因?yàn)榘X作為其主要成分的導(dǎo)電層一般在耐熱性方面具有缺點(diǎn)，優(yōu)選地是這種結(jié)構(gòu)，其中包含鋁作為其主要成分的導(dǎo)電層的頂側(cè)和底側(cè)插入有阻擋薄膜。阻擋薄膜表示具有控制包含鋁作為主要成分的導(dǎo)電層的小丘(hilllock)的功能或增加耐用性的功能的薄膜。給出鉻、鉭、鎢、鉬、鈦、硅、鎳或這些材料的氮化物作為具有這種功能的材料。作為導(dǎo)電層71到76的結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例，可以給出通過(guò)在基板上依次堆疊鈦薄膜、鋁薄膜、鈦薄膜獲得的結(jié)構(gòu)。因?yàn)殁伇∧ぐ哂懈哌€原屬性的元素，既便在晶體半導(dǎo)體薄膜上形成薄的自然氧化物層，該自然氧化物層也可以被還原以形成鈦薄膜和晶體半導(dǎo)體薄膜之間的優(yōu)選接觸。而且，優(yōu)選地通過(guò)在包含氮的氣氛中對(duì)晶體半導(dǎo)體薄膜和鋁薄膜之間形成的鈦薄膜執(zhí)行高密度等離子處理，該表面被氮化。作為高密度等離子體處理的條件，等離子體的電子密度設(shè)置為大于或等于10×1011cm-3且小于或等于1×1013cm-3，等離子體的電子溫度設(shè)置為大于或等于0.5eV且小于或等于1.5eV。作為包含氮的氣氛，可以采用N2或NH3和稀有氣體的混合氣體，或NH3、稀有氣體以及H2的混合氣體。氮化鈦薄膜的表面可以防止鈦和鋁在后面的步驟中的熱處理中形成合金，并可以防止鋁通過(guò)鈦薄膜擴(kuò)散到晶體半導(dǎo)體薄膜中。注意盡管這里根據(jù)鋁薄膜夾在鈦薄膜的實(shí)例做了描述，在使用鉻薄膜、鎢薄膜等代替鈦薄膜的情況，可以執(zhí)行相同的工藝。更優(yōu)選地，通過(guò)使用多腔裝置，鈦薄膜的形成、鈦薄膜表面的氮化處理、鋁薄膜的形成、鈦薄膜的形成可以連續(xù)執(zhí)行而不暴露于空氣。
接著，形成覆蓋導(dǎo)電層71到76的第三絕緣薄膜67(參考圖20C)。通過(guò)SOG方法、小滴釋放方法等，使用無(wú)機(jī)材料或有機(jī)材料的單層或疊層形成第三絕緣薄膜67。本實(shí)施方式中，第三絕緣薄膜67的厚度形成為0.75～3μm。
接著，通過(guò)光刻刻蝕第三絕緣薄膜67以形成暴露導(dǎo)電層71到76的接觸孔。然后，形成導(dǎo)電層77到80以在第三絕緣薄膜67上填充接觸孔?？梢圆捎肅VD方法、濺射方法、電鍍方法或蒸發(fā)方法作為形成導(dǎo)電層的方法，并且選自Au、Ag、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Zr或Ba的一種元素、包含這些元素的合金或化合物可以用作導(dǎo)電層。而且，可以使用具有導(dǎo)電性的Si或Ge的化合物。導(dǎo)電層77到80用作天線(xiàn)。
經(jīng)過(guò)上述步驟，完成了元件。
接著，通過(guò)SOG方法、小滴釋放方法等形成第四絕緣薄膜68以覆蓋用作天線(xiàn)的導(dǎo)電層77到80(參考圖10)。經(jīng)過(guò)該步驟，形成了具有薄膜集成電路的層11。
隨后，粘附第一薄膜或樹(shù)脂層12以覆蓋具有多個(gè)薄膜集成電路的層11。然后，第二薄膜13粘附到第一薄膜或樹(shù)脂層12(參考圖10和圖1A)上。接著，基板10被研磨和拋光(參考圖11以及圖1B和1C)。
接著，在一個(gè)表面上形成有第一絕緣薄膜9的基板10、具有多個(gè)薄膜集成電路的層11以及第一薄膜或樹(shù)脂層12被切斷裝置17切斷，以形成開(kāi)口部分81(參考圖11和圖1D)。更具體而言，通過(guò)切割基板10、第一絕緣薄膜9、包括在具有多個(gè)薄膜集成電路的層11中的絕緣薄膜66到68以及第一薄膜或樹(shù)脂層12，形成開(kāi)口部分81。此時(shí)，包括在具有多個(gè)薄膜集成電路的層11中的元件不被切斷。
經(jīng)過(guò)上述切斷步驟形成了多個(gè)薄膜集成電路18。而且，多個(gè)IC芯片19形成為在其一個(gè)表面上形成有第一絕緣薄膜9的基板10、薄膜集成電路18以及第一薄膜或樹(shù)脂層12的疊層。
以和實(shí)施方式1中示出的相同的方法執(zhí)行后續(xù)的步驟，此后描述其細(xì)節(jié)。
在形成多個(gè)IC芯片19之后，第二薄膜13被拉伸以形成IC芯片之間的間隙(參考圖12A和2A)。接著，使用光照射第二薄膜13，用以減小IC芯片19的一個(gè)表面和第二薄膜13之間的粘附性。然后，IC芯片19從第二薄膜13分離，且IC芯片19的一個(gè)表面粘附到第一基底20(參考圖12B、圖2A和2B)。接著，IC芯片19的另一個(gè)表面粘附到第二基底22(參考圖13、圖2B和2C)。然后，第一基底20粘附到第二基底22的部分被切斷裝置26切斷。因此，完成了被第一基底20和第二基底22密封的IC芯片19。

本實(shí)施方式中，描述了一種半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)，其中在完成IC芯片之后，在另一基板上的形成天線(xiàn)電學(xué)連接到IC芯片。
圖14A示出了本實(shí)施方式中的制造步驟中的半導(dǎo)體裝置的剖面圖。圖14A中，提供n型薄膜晶體管62、p型薄膜晶體管63以及導(dǎo)電層71到73，形成第三絕緣薄膜67以覆蓋在其一個(gè)表面上形成第一絕緣薄膜9的基板10上的布線(xiàn)，并提供通過(guò)在絕緣薄膜67中形成的接觸孔與n型薄膜晶體管電62相連的布線(xiàn)90。直到這里，除了形成布線(xiàn)90，步驟與圖10中的直到在絕緣薄膜67中形成接觸孔時(shí)相同。這樣，省略其描述。
接著，在絕緣薄膜67上涂敷粘合劑93以覆蓋與n型薄膜晶體管62電連接的布線(xiàn)90，覆蓋材料92通過(guò)粘合劑93與絕緣薄膜67粘附。(參考圖14B)。
提前在覆蓋材料92中形成天線(xiàn)91。本實(shí)施方式中，粘合劑93使用各向異性導(dǎo)電樹(shù)脂，電連接天線(xiàn)91與布線(xiàn)90。
各向異性導(dǎo)電樹(shù)脂是這樣一種材料，其中導(dǎo)電材料散布在樹(shù)脂中。作為樹(shù)脂，有環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂以及具有熱固屬性的丙烯酸樹(shù)脂、聚乙烯樹(shù)脂以及具有熱塑屬性的聚丙烯樹(shù)脂以及硅氧烷樹(shù)脂。作為導(dǎo)電材料，有塑料顆粒，例如聚苯乙烯；以及覆蓋有Ni或Au的環(huán)氧樹(shù)脂；金屬顆粒，例如Ni、Au、Ag和焊料；微粒或纖維碳，或覆蓋有Au的纖維Ni。優(yōu)選地導(dǎo)電材料的尺寸根據(jù)天線(xiàn)91和布線(xiàn)90的間距決定。
通過(guò)使用各向異性導(dǎo)電樹(shù)脂的加壓接合，同時(shí)施加超聲波或使用紫外照射硬化，使天線(xiàn)91和布線(xiàn)90電學(xué)相連。
注意本實(shí)施方式中，描述了使用各向異性樹(shù)脂的粘合劑93使天線(xiàn)91與布線(xiàn)90電連接的實(shí)例；然而，本發(fā)明不限于這種結(jié)構(gòu)。代替粘合劑93，可以使用各向異性導(dǎo)電薄膜，以便通過(guò)對(duì)各向異性導(dǎo)電薄膜執(zhí)行加壓接合，使天線(xiàn)91與布線(xiàn)90電連接。
由本發(fā)明制造的薄膜集成電路對(duì)應(yīng)于具有多個(gè)元件和用作天線(xiàn)的導(dǎo)電層的集成電路，或形成有多個(gè)元件并具有電極的集成電路，該電極與用作天線(xiàn)的介質(zhì)連接。多個(gè)元件對(duì)應(yīng)于薄膜晶體管、電容器、電阻器、二極管等。
包括在IC芯片(半導(dǎo)體裝置、RF標(biāo)簽、無(wú)線(xiàn)標(biāo)簽、電子標(biāo)簽、無(wú)線(xiàn)處理器、無(wú)線(xiàn)存儲(chǔ)器等)的薄膜集成電路210具有不通過(guò)接觸通信數(shù)據(jù)的功能，且薄膜集成電路210包括組成各種電路的多個(gè)元件。例如，薄膜集成電路210具有電源電路211、時(shí)鐘發(fā)生器電路212、數(shù)據(jù)解調(diào)/調(diào)制電路213、控制電路214、接口電路215、存儲(chǔ)器216以及數(shù)據(jù)總線(xiàn)217。在組成結(jié)合了天線(xiàn)的IC芯片(RF標(biāo)簽、無(wú)線(xiàn)標(biāo)簽、電子標(biāo)簽、無(wú)線(xiàn)處理器、無(wú)線(xiàn)存儲(chǔ)器等)的情況下，還包括天線(xiàn)21(有時(shí)稱(chēng)為天線(xiàn)圈)等(參考圖15)。
電源電路211基于從天線(xiàn)218或外部天線(xiàn)91輸入的交變電流信號(hào)，產(chǎn)生供給到每個(gè)電路的每個(gè)功率。時(shí)鐘發(fā)生器電路212基于從天線(xiàn)218和天線(xiàn)91輸入的交變電流信號(hào)，產(chǎn)生供給到每個(gè)電路的每個(gè)時(shí)鐘。數(shù)據(jù)解調(diào)/調(diào)制電路213(包括解調(diào)電路和調(diào)制電路)具有解調(diào)/調(diào)制與讀取器/寫(xiě)入器219通信的數(shù)據(jù)的功能。例如控制電路214對(duì)應(yīng)于CPU(中央處理單元)、MPU(微處理器單元)等，并具有控制其它電路的功能。天線(xiàn)218具有接收/發(fā)射電磁波的功能。讀取器/寫(xiě)入器219控制了與薄膜集成電路的通信、其控制以及與該控制相關(guān)的數(shù)據(jù)處理。
天線(xiàn)218或外部天線(xiàn)91具有將電磁波轉(zhuǎn)換成交變電流信號(hào)的功能。通過(guò)數(shù)據(jù)解調(diào)/調(diào)制電路213對(duì)天線(xiàn)218和天線(xiàn)91進(jìn)行負(fù)載調(diào)制。被天線(xiàn)218和天線(xiàn)91改變的交變電流信號(hào)被供給到電源電路211、時(shí)鐘發(fā)生器電路212、數(shù)據(jù)解調(diào)/調(diào)制電路213等。
注意用薄膜集成電路形成的電路不限于上述結(jié)構(gòu)，可以采用具有其它元件的結(jié)構(gòu)，例如電源電壓限制器電路或?qū)Ｓ糜诩用?解密功能的硬件。
注意本實(shí)施例可以和實(shí)施方式1到5自由組合。
根據(jù)本發(fā)明制造的包括薄膜集成電路IC芯片(RF標(biāo)簽、無(wú)線(xiàn)標(biāo)簽、電子標(biāo)簽、無(wú)線(xiàn)處理器、無(wú)線(xiàn)存儲(chǔ)器等)296的應(yīng)用范圍很廣。例如，IC芯片296可以用于紙幣、硬幣、價(jià)值證明書(shū)、無(wú)記名債券、證書(shū)(駕駛證、居住證等，見(jiàn)圖16A)、包裝容器(包裝紙、瓶等，見(jiàn)圖16B)、記錄介質(zhì)(DVD軟件，錄像帶等，見(jiàn)圖16C)，交通工具(自行車(chē)等，見(jiàn)圖16D)，個(gè)人物品(包、眼鏡等，見(jiàn)圖16E)、食品、衣服、日用商品、電子設(shè)備等。電子設(shè)備是液晶顯示裝置、EL顯示裝置、電視設(shè)備(也簡(jiǎn)單地稱(chēng)為T(mén)V、TV接收機(jī)或電視接收機(jī))、移動(dòng)電話(huà)等。
通過(guò)粘貼薄膜集成電路和包括薄膜集成電路的IC芯片(RF標(biāo)簽、無(wú)線(xiàn)標(biāo)簽、電子標(biāo)簽、無(wú)線(xiàn)處理器、無(wú)線(xiàn)存儲(chǔ)器等)到物體的表面或使它們嵌入到物體內(nèi)，使它們固定于物體。例如，如果物體是書(shū)，通過(guò)使它們嵌入紙張而固定到書(shū)中，如果物體是有機(jī)樹(shù)脂制成的包裝，通過(guò)嵌入它們到有機(jī)樹(shù)脂而固定它們到包裝中。通過(guò)在紙幣、硬幣、價(jià)值證明書(shū)、無(wú)記名債券、認(rèn)證書(shū)等中提供薄膜集成電路和包括薄膜集成電路的IC芯片(RF標(biāo)簽、無(wú)線(xiàn)標(biāo)簽、電子標(biāo)簽、無(wú)線(xiàn)處理器、無(wú)線(xiàn)存儲(chǔ)器等)，可以防止它們的偽造。而且，當(dāng)在包裝容器、記錄介質(zhì)、個(gè)人物品、食品、衣服、日用商品以及電子設(shè)備等中提供薄膜集成電路或包括該薄膜集成電路的IC芯片(RF標(biāo)簽、無(wú)線(xiàn)標(biāo)簽、電子標(biāo)簽、無(wú)線(xiàn)處理器、無(wú)線(xiàn)存儲(chǔ)器等)時(shí)，檢查系統(tǒng)(商店中的一種系統(tǒng))等可以更有效。此外，當(dāng)在交通工具中提供該薄膜集成電路或包含該薄膜集成電路的IC芯片(RF標(biāo)簽、無(wú)線(xiàn)標(biāo)簽、電子標(biāo)簽、無(wú)線(xiàn)處理器、無(wú)線(xiàn)存儲(chǔ)器等)時(shí)，可用防止偽造和偷竊。
而且，通過(guò)將包括薄膜集成電路的IC芯片(RF標(biāo)簽、無(wú)線(xiàn)標(biāo)簽、電子標(biāo)簽、無(wú)線(xiàn)處理器、無(wú)線(xiàn)存儲(chǔ)器等)應(yīng)用到物品的管理系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以變得更成熟。例如給出一個(gè)實(shí)例，其中在包括顯示部分294的便攜式終端的一個(gè)側(cè)面提供讀取器/寫(xiě)入器295，且在物體297的側(cè)面提供包括薄膜集成電路的IC芯片(RF標(biāo)簽、無(wú)線(xiàn)標(biāo)簽、電子標(biāo)簽、無(wú)線(xiàn)處理器、無(wú)線(xiàn)存儲(chǔ)器等)296(參考圖17A)。該系統(tǒng)中，當(dāng)包括薄膜集成電路的IC芯片(RF標(biāo)簽、無(wú)線(xiàn)標(biāo)簽、電子標(biāo)簽、無(wú)線(xiàn)處理器、無(wú)線(xiàn)存儲(chǔ)器等)保持在讀取器/寫(xiě)入器之上時(shí)，顯示部分294顯示物體297的信息，例如材料、產(chǎn)地、循環(huán)過(guò)程歷史記錄等。作為另一個(gè)實(shí)例，在傳送帶旁提過(guò)讀取器/寫(xiě)入器295(參考圖17B)。這種情況下，容易檢查物體297。
本實(shí)施例可以和實(shí)施方式1到5以及實(shí)施例1自由結(jié)合。

很多情況下，IC芯片在第一薄膜或樹(shù)脂層與第二薄膜之間僅具有薄膜集成電路。然而，根據(jù)本發(fā)明，在第一薄膜或樹(shù)脂層和第二薄膜之間提供基板和薄膜集成電路。這種特性能夠防止有害氣體、水或雜質(zhì)元素的侵入。因此，可以提供薄膜集成電路惡化和損耗得到抑止且可靠性得到提高的IC芯片。
包括在本發(fā)明的IC芯片中的基板優(yōu)選地具有小于或等于50μm的厚度，更優(yōu)選地厚度為1～20μm，更優(yōu)選地為1～5μm。通過(guò)執(zhí)行研磨步驟和拋光步驟減薄基板獲得上述厚度，可以提供具有柔性的IC芯片。
第一薄膜或樹(shù)脂層12、第二薄膜13、第一帶基20、第二帶基22、薄膜33、第一帶40和第二帶41對(duì)應(yīng)于一種材料，例如聚丙烯、聚酯、乙烯、聚氟乙烯、氯乙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物(ethylene vinylacetate)、氨基甲酸乙酯(urethane)或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)、纖維材料制成的紙等。這些薄膜、基底和帶的表面可涂敷有二氧化硅(硅石)或氧化鋁(礬土)。因?yàn)樵撏糠?，既便在高溫和高濕環(huán)境仍能保持防水屬性。而且，薄膜、基底和帶以及粘合劑之間的表面或界面可以涂敷有諸如氧化銦錫這樣的導(dǎo)電材料。因?yàn)橥糠蟮牟牧戏乐沽遂o電電荷，可以保護(hù)薄膜集成電路不受靜電損害。作為提供類(lèi)似效應(yīng)的方法，碳黑或表面活性劑添加到薄膜材料也是有效的。而且，表面可以涂敷有主要包含碳(例如類(lèi)金剛石碳薄膜)的薄膜。通過(guò)這種涂敷，可以增強(qiáng)強(qiáng)度，并可以抑止薄膜集成電路的損壞。表面可以具有粘性平面，其上涂敷有粘合劑，例如熱塑樹(shù)脂、紫外固化樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑。第一薄膜或樹(shù)脂層12、第二薄膜13、第一基底20、第二基底22、薄膜33、第一帶40和第二帶41中每個(gè)都可以具有透光屬性。所有第一薄膜或樹(shù)脂層12、第二薄膜13、薄膜33、第一基底20、第二基底22、第一帶40和第二帶41由相同的材料形成。因此，基底和帶對(duì)應(yīng)于薄膜。
本發(fā)明包括通過(guò)拋光裝置16拋光基板10的研磨的表面的步驟(參考圖1C)。拋光的基板10的厚度沒(méi)有特殊限制；然而優(yōu)選地，其厚度小于或等于50μm，更優(yōu)選地為1～20μm，更為優(yōu)選地為1～5μm?？紤]被拋光IC芯片的強(qiáng)度、拋光步驟所需的時(shí)間、切割步驟所需的時(shí)間以及IC芯片的應(yīng)用等，適當(dāng)確定拋光的基板10的厚度。
例如，在通過(guò)縮短拋光步驟的時(shí)間改善生產(chǎn)率的情況，拋光的基板10的厚度優(yōu)選地設(shè)置成大約為50μm。在粘附或嵌入IC芯片到薄的物體的情況下，拋光的基板10的厚度優(yōu)選地設(shè)置成1～20μm，更優(yōu)選地為1～5μm。在通過(guò)縮短切割步驟的時(shí)間改善生產(chǎn)率的情況下，拋光的基板10的厚度優(yōu)選地設(shè)置成大約為1～20μm，更優(yōu)選地為1～5μm。
本發(fā)明包括在基板的一個(gè)表面上形成薄膜集成電路的步驟。然而，根據(jù)IC芯片的應(yīng)用，薄膜集成電路的結(jié)構(gòu)不同。例如，當(dāng)制造用于發(fā)送和接收電磁波的IC芯片時(shí)，形成多個(gè)元件(薄膜晶體管、電容器、電阻器等)和用作天線(xiàn)的導(dǎo)電層作為薄膜集成電路。而且，當(dāng)制造用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的IC芯片時(shí)，形成存儲(chǔ)元件和用于控制存儲(chǔ)元件的多個(gè)元件(薄膜晶體管、電容器、電阻器等)作為薄膜集成電路。當(dāng)制造用于控制電路或產(chǎn)生信號(hào)的IC芯片(例如CPU、信號(hào)發(fā)生器電路等)時(shí)，形成多個(gè)元件(薄膜晶體管、電容器、電阻器等)作為薄膜集成電路。
注意本實(shí)施例可以和實(shí)施方式1到5以及實(shí)施例1和2自由結(jié)合。
參考圖18，本實(shí)施例將描述一種管理系統(tǒng)，其用于充滿(mǎn)流體的容器從制造商到代理商等的配給。
圖18中示出的充滿(mǎn)流體的容器的管理系統(tǒng)包括供給器501和充滿(mǎn)流體的容器502。供給器501設(shè)有用于從容器引進(jìn)流體的引流管503、用于向外部供應(yīng)流體的供應(yīng)噴嘴504、用于控制從引流管到供應(yīng)噴嘴引入的流體的運(yùn)動(dòng)的第一閥門(mén)505、控制從第一閥門(mén)到供應(yīng)噴嘴的流體的流動(dòng)的第二閥門(mén)506、讀取存儲(chǔ)在IC芯片中的信息的讀取器/寫(xiě)入器507以及基于讀取器/寫(xiě)入器發(fā)送的信號(hào)控制第一閥門(mén)的控制部分508。
容器502設(shè)有如上實(shí)施方式或?qū)嵤├境龅腎C芯片509。IC芯片509中，填充容器502的流體的信息(例如生產(chǎn)日期、制造商以及材料)被存儲(chǔ)。該信息在制造商中的管理中511管理。IC芯片509可以配備有電池。通過(guò)提供電池，IC芯片可以自動(dòng)發(fā)送信息到讀取器/寫(xiě)入器。而且，IC芯片509可以具有檢測(cè)部分。在檢測(cè)部分中檢測(cè)到的關(guān)于流體的信息可以通過(guò)讀取器/寫(xiě)入器和接口發(fā)送到制造商的管理中心。
容器502由金屬、塑料、陶瓷等形成。
作為填充容器502的流體的典型實(shí)例，可以給出液體，例如可以飲用的水、溫泉水或日常生活用水；氣體，例如丙烷氣體、天然氣、氫氣、氧氣或氮?dú)?；或凝膠狀流體，例如膠水、冰淇淋、或湯。注意當(dāng)容器502填充以丙烷氣體、天然氣、氫氣、氧氣或氮?dú)鈺r(shí)，優(yōu)選地使用不銹鋼圓柱體作為容器502。
當(dāng)容器502與供給器501相連時(shí)，供給器501的讀取器/寫(xiě)入器507讀取存儲(chǔ)在容器502的IC芯片509中的信息。接著，由讀取器/寫(xiě)入器507讀取的信息通過(guò)接口512發(fā)送到制造商的管理中心511。接口512向外部發(fā)送存儲(chǔ)在IC芯片中的信息，并用作從管理中心511接收信號(hào)的終端信息發(fā)送/接收裝置。英特網(wǎng)、電話(huà)線(xiàn)等可以用作接口512。
從接口512發(fā)送的流體的信息被發(fā)送到制造商的管理中心511的服務(wù)器513。流體的信息，特別是使用日期、截止日期、制造商以及材料，在管理中心的服務(wù)器513處判定。在IC芯片509設(shè)有檢測(cè)部分的情況下，除了上述流體的信息，可接收流體的各種信息，如新鮮度、溫度等等。這里，基于容器的出貨單514以及所使用容器的清單515，通過(guò)判定容器502和供給器501的選擇的一致性，以及使用日期、截止日期以及流體的制造商，來(lái)判定是否提供流體。在制造商的管理中心511中，容器的出貨單514和使用的容器的清單515保存在服務(wù)器513中。
接著，是否供給流體的判定結(jié)果從管理中心511發(fā)送到供給器501。從管理中心的發(fā)送的結(jié)果被供給器501的讀取器/寫(xiě)入器507接收。如果供給流體，發(fā)送一個(gè)信號(hào)到供給器的控制部分508，且第一閥門(mén)505打開(kāi)。當(dāng)管理員打開(kāi)第二閥門(mén)506時(shí)，流體可以通過(guò)供給噴嘴供應(yīng)到外部。優(yōu)選地第一閥門(mén)505是可自動(dòng)控制的，且第一閥門(mén)505可使用電磁閥門(mén)形成。優(yōu)選地第二閥門(mén)506由手動(dòng)控制或可自動(dòng)控制，且第二閥門(mén)506可以由手動(dòng)閥門(mén)或自動(dòng)閥門(mén)形成。如果第二閥門(mén)506可自動(dòng)控制，閥門(mén)的打開(kāi)和關(guān)閉使用一個(gè)電磁閥門(mén)控制，該電磁閥門(mén)與由管理員操作的開(kāi)關(guān)相連。
通過(guò)使用這種系統(tǒng)，制造商可以計(jì)算出代理商處流體的消費(fèi)量。這樣，可以自動(dòng)執(zhí)行充滿(mǎn)流體的容器的出貨管理，這簡(jiǎn)化了在制造商和代理商那里出貨或接收訂單的步驟。
因?yàn)榈谝婚y門(mén)505的打開(kāi)和關(guān)閉由存儲(chǔ)在IC芯片509中的信息控制，可以自動(dòng)控制流體的供給。因此，可以防止流體超過(guò)使用日期和截止日期，防止由于處于惡劣保持狀態(tài)已經(jīng)惡化的流體等提供給購(gòu)買(mǎi)者。
而且，基于存儲(chǔ)在IC芯片509中的信息，可以區(qū)別一個(gè)公司制造的容器502和填充容器502的流體和其它公司制造的容器和流體中。因此可以防止由其它公司制造的相同種類(lèi)的流體通過(guò)一個(gè)公司制造的供給器供給。
在本實(shí)施例中通過(guò)使用本發(fā)明制造的IC芯片，可以防止有害氣體、水和雜質(zhì)元素的侵入。因此，可以提供薄膜集成電路的惡化和損壞得到抑致且可靠度得到提高的IC芯片。注意本實(shí)施例可以和實(shí)施方式1到5以及實(shí)施例1到3自由組合。
本發(fā)明基于2005年5月31提交到日本專(zhuān)利局的日本優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)No.2005-158376，此處引用其全部?jī)?nèi)容作為參考。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括以下步驟在硅基板的第一表面上形成第一絕緣膜；在該第一絕緣膜上形成包括薄膜晶體管的層；在該層上形成薄膜；在形成該薄膜之后，研磨硅基板的第二表面；以及在研磨之后，拋光硅基板的第二表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體裝置的制造方法，還包括在形成所述薄膜之前，在所述層上形成樹(shù)脂層的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中研磨之后硅基板的厚度小于或等于100μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中拋光之后硅基板的厚度不小于1μm且不大于20μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中硅基板是多晶硅基板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中硅基板是單晶硅基板。
7.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括以下步驟在硅基板的第一表面上形成第一絕緣膜；在該第一絕緣膜上形成包括多個(gè)薄膜晶體管的層；在該層上形成薄膜；在形成該薄膜之后，研磨硅基板的第二表面；在研磨之后，拋光硅基板的第二表面；切斷硅基板、第一絕緣膜和所述層；切割之后，拉伸所述薄膜；拉伸之后，將樹(shù)脂層與所述薄膜分離；拉伸之后，將硅基板的第二表面粘附到第一基底；以及分離所述薄膜之后，將所述層粘附到第二基底，其中每個(gè)被分離的層包括所述多個(gè)薄膜晶體管中的至少一個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中研磨之后硅基板的厚度小于或等于100μm。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中拋光之后硅基板的厚度不小于1μm且不大于20μm。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中硅基板是多晶硅基板。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中硅基板是單晶硅基板。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中在切斷硅基板、第一絕緣膜和所述層的步驟中不切割所述薄膜。
13.根據(jù)權(quán)利要求7的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中切斷硅基板、第一絕緣膜和所述層的步驟在拋光硅基板的第二表面的步驟之后。
14.根據(jù)權(quán)利要求7的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中將硅基板的第二表面粘附到第一基底的步驟在將樹(shù)脂層與所述薄膜分離的步驟之后。
15.根據(jù)權(quán)利要求7的半導(dǎo)體裝置的制造方法，還包括在分離前使用光照射所述薄膜的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求7的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中在將硅基板的第二表面粘附到第一基底的步驟中，加熱硅基板。
17.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括以下步驟在硅基板的第一表面上形成第一絕緣膜；在該第一絕緣膜上形成包括薄膜晶體管的層；在該層上形成薄膜；以及在形成該薄膜之后，從第二表面減薄硅基板，其中硅基板的厚度不小于1μm且不大于20μm。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體裝置的制造方法，還包括在形成薄膜之前，在所述層上形成樹(shù)脂層的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中硅基板是多晶硅基板。
20.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中硅基板是單晶硅基板。
21.一種半導(dǎo)體裝置，包括硅基板；硅基板上的絕緣膜；以及該絕緣膜上的包括薄膜晶體管的層；其中硅基板的厚度不小于1μm且不大于20μm。
22.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體裝置，還包括所述層上的樹(shù)脂層。
23.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體裝置，其中硅基板是多晶硅基板。
24.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體裝置，其中硅基板是單晶硅基板。
25.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體裝置，其中半導(dǎo)體裝置是IC芯片。
26.一種半導(dǎo)體裝置，包括第一基底；第一基底上的硅基板；該硅基板上的絕緣膜；該絕緣膜上的包括薄膜晶體管的層；以及該層上的第二基底，其中第一基底與第二基底接觸，且其中硅基板的厚度不小于1μm且不大于20μm。
27.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體裝置，還包括第二基底下的所述層上的樹(shù)脂層。
28.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體裝置，其中硅基板是多晶硅基板。
29.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體裝置，其中硅基板是單晶硅基板。
30.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體裝置，其中半導(dǎo)體裝置是IC芯片。
全文摘要
提供一種低成本和薄厚度的薄膜集成電路，不像常規(guī)玻璃基板或單晶硅基板，該薄膜集成電路適于大規(guī)模生產(chǎn)，以及一種薄膜集成電路裝置或具有該薄膜集成電路的IC芯片的結(jié)構(gòu)和工藝。半導(dǎo)體裝置的制造方法包括以下步驟在硅基板的一個(gè)表面上形成第一絕緣薄膜、在該第一絕緣薄膜上形成至少具有兩個(gè)薄膜集成電路的層、形成覆蓋該具有薄膜集成電路的層的樹(shù)脂層、形成覆蓋該樹(shù)脂層的薄膜、研磨硅基板的形成具有薄膜集成電路的層的一個(gè)表面的背面，并拋光硅基板的研磨的表面。
文檔編號(hào)G06K19/077GK1873950SQ20061008862
公開(kāi)日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2006年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月31日
發(fā)明者楠本直人, 鶴目卓也 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所