(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面と称するチップの面に接続パッド（１４）が設けられたチップ（１）を含む再構成ウェーハを集合的に形成する方法であって、
Ａ）前記チップ（１）を初期接着支持部（１３）の上に、前記支持部に前面を向けて配置するステップを含み、
以下のステップ、すなわち
Ｂ）前記初期支持部（１３）および前記チップ（１）の上に、前記チップを保持する機械的役割を有する電気絶縁鉱物層（２）を大気圧および周囲温度で蒸着するステップと、
Ｃ）電気絶縁鉱物層で覆われた前記チップを仮設接着支持部の上に、前記チップの後面が前記仮設接着支持部の方を向く状態で転写するステップと、
Ｄ）前記初期接着支持部（１３）を除去するステップと、
Ｅ）前記チップを「チャック」型支持部の上に、前記チップの前面が前記支持部の方を向く状態で重ね合わせるステップと、
Ｆ）前記仮設接着支持部を除去するステップと、
Ｇ）前記「チャック」型支持部の上に樹脂（１２）を蒸着して前記チップをカプセル化し、次いで前記樹脂をポリマー化するステップと、
Ｈ）前記「チャック」型支持部を除去するステップと、
Ｉ）ＲＤＬ層能動面側を形成するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記電気絶縁鉱物層（２）がＳｉＯ２の層であることを特徴とする、請求項１に記載の再構成ウェーハの集合的形成方法。
【請求項３】
前記ステップＢが更に、
−  前記電気絶縁鉱物層（２）と接触する第１の導電鉱物層（３）を大気圧および周囲温度で蒸着して、コンデンサの第一電極を形成するステップを含むことと、
前記ＲＤＬステップが予め以下の工程、すなわち
−  前記チップ（１）の能動面のみと接触する絶縁層（１１）、および前記第１電極の反対側の前記チップ（１）の能動面から離れた第２導電層（４）を、前記第２層（４）が前記コンデンサの第２電極を形成するように蒸着するステップと、
−  前記第１電極を前記チップの第１電源パッドに、および前記第２電極を前記チップの別の電源パッドに接続すべく導電トラック（６、９）を形成するステップとを含むこととを特徴とする、請求項１または２に記載の再構成ウェーハの集合的形成方法。
【請求項４】
電極が複数の電極に分割されていて、各部分が前記チップの別の電源パッドに接続されていることを特徴とする、請求項３に記載の再構成ウェーハの集合的形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、樹脂にカプセル化された、一般に予め試験済みのチップを含む再構成ウェーハの形成に関する。
【背景技術】
【０００２】
再構成ウェーハを形成するために最も一般的に実装された解決策は第１に、複数のチップが形成された複数のウェーハをスライスして、あるウェーハから第１の種類の互いに同一なチップが得られ、別のウェーハから別の種類のチップが得られるように、個別のチップを得ることなどを含む。チップという用語は、ベアチップまたは受動素子（コンデンサ、抵抗、トランスフォーマまたはインダクタなど）などの能動電子素子、またはＭＥＭＳ（「微小電気機械システム（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）」の略語）を指す。一般に、これらのチップは試験された後で選択され、多くの場合「良品保証ダイ（Ｋｎｏｗｎ  Ｇｏｏｄ  Ｄｉｅ）」と称される。
【０００３】
試験された様々な形のチップ１は、能動面または前面と称する面に接続パッド１４が設けられており、次いで互いにほぼ類似のチップのパターンを形成すべく例えば「ピックアンドプレース」機械によりピックアップされて図２ａに示すような接着支持部１３の前面に配置される。チップパターンという用語は、電子素子の形成を意図された各種チップのグループを指す。
【０００４】
この接着支持部１３は典型的には、自身が剛性支持部に固着された粘着スキンである。次に、チップは結合のためにエポキシ型のポリマー樹脂１２内にカプセル化される。
【０００５】
着性支持部１３および粘着スキンを除去した後で、再配線層すなわちＲＤＬ（「ＲｅＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ」の略語）が、任意選択で複数の段階で、前面に形成される。当該ＲＤＬ層は、例えばＴｉＷ／ＣｕまたはＴｉＰｄ／Ａｕで作られたトラックを含んでいて、図３、４および５に示すように、浸漬または遠心分離により接着支持部の代わりに蒸着された誘電層１１の上に形成される。このように再構成され欠陥チップを含まないウェーハは次いでスライスされて、プラスチックマイクロパッケージが得られる。これはまた、他の再構成ウェーハに積層されて、各種の公知な方法により電気的にこれらのウェーハに接続することができ、その後当該積層がスライスされて３次元または３Ｄ電気モジュールが得られる。
【０００６】
チップのカプセル化は、
−  チップ間空間を埋めるべく接着支持部に固着したチップの周囲および任意選択でチップ上に（所謂圧縮鋳造または成型により）樹脂を蒸着させるステップと、
−  樹脂をポリマー化して硬化させることによりチップが固定された剛性且つ扱い易い基板を形成し、次いで粘着性の基板を除去可能にするステップとを含んでいる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の明らかな短所は、樹脂を蒸着する間および／またはポリマー化する間におけるチップの位置ずれであり、これによりチップのパッドが再配線層（ＲＤＬ層）のトラックと一致しなくなる。図１に示す予定位置とのチップの微細な位置ずれの原因は、
−  接着支持部上でのチップの配置の不正確さが、高速動作する最新の「ピックアンドプレース」機器では５μｍ程度であり、
−  矢印Ｃで示す、１００ｐｐｍ／°Ｃ近辺での接着支持部の膨張率が可逆的ではあるが極めて高く、
−  矢印Ａで示す、ポリマー化を行う間における樹脂の不可逆的な収縮が数１０００ｐｐｍ／°Ｃ程度であり、
−  矢印Ｂで示す、ポリマー化後の樹脂の可逆的膨張が約１６〜１７ｐｐｍ／°Ｃであるためである。
【０００８】
この結果、典型的には数μｍ〜数十μｍである等方性且つ予見不可能な微細な位置ずれが生じ、これは恐らく成型後に必要とされる典型的には１０μｍ程度である（ＲＤＬ層に対する）配置許容範囲を上回る。
【０００９】
解決策としては、これらの微細な位置ずれ予め調査および記録し、次いでチップを接着支持部に重ね合わせた際にチップの位置決めを行う間、それらの微細な位置ずれを予想することを含む。この技術の限界の一つは、特に全く同一のパターンの様々な種類のチップの微細な位置ずれの全てを予見することはできないという事実から生じる。
【００１０】
別の既存の解決策は、接着支持部の上に寸法が約１〜１．５ｍｍよりも大きいチップの矩形メッシュセルを有する銅製格子を置き、次いでチップを、格子の縦横に交差するバーの間に配置された空腔内の支持部の上に重ね合わせることを含む。この格子をチップが配置されたテンプレートとして用いて、チップを囲む樹脂の量を制限することができ、従ってポリマー化後の収縮を局所的に制限することが可能になる。この方法ではチップの拡張、従って位置ずれの抑制が可能になるが、同様に移動する粘着スキンの問題を解決しないため、その除去は可能にならない。全ての場合において、再配線層を形成可能にするマスクは修正される。最初の３〜４個のウェーハが形成された後、チップのドリフトの測定が実行されてマスクが相応に修正される。その後は、ドリフトは常に同一且つ再生可能でなければならない。これにより更に以下の短所が生じる。
−  格子は、樹脂内で鋳造されたならば除去できないため、必然的に最終パッケージ内に残り、
−  このため、格子が占める主要な空間を考慮すればウェーハ上のチップの数が制限され、
−  このため、格子のバーを除去するために２回のスライシングが必要となり、
−  マスク、従って再配線層の導電トラックの位置の修正により、構築に際して厳密に一定の間隔を要する再構成ウェーハの後続スタッキングが妨げられる恐れがある。
【００１１】
また、「ピックアンドプレース」機械上での配置間隔を修正することにより、粘着スキンに重ね合わせる際のチップおよびＲＤＬに使用するマスクの位置を１回且つ同時に修正することが知られている。最も重大な場合において、１チップ毎の照射が実行されるが、これは極めて高価であり、且つ積層ステップ用の間隔を保証することができなくなる。
【００１２】
本願出願人は、特許出願第ＷＯ２０１０／１０２９９６号パンフレットに解決策を記述している。これは、成型ステップに続いてポリマー化を行う前に、後者を固定され且つ修正不可能な「位置」に固定すべくチップの周囲ではなくチップ上の格子を使用することに基づいている。例えば銅製の仮設グリッドが、周囲温度でチップの後面全体に固着している。周囲温度で、または所謂ＵＶ接着剤の場合は紫外線下でポリマー化を行った後、鋳造およびポリマー化をチップの位置ずれ無しに実行することができる。銅製の格子はその後化学的に分解されるか、または再構成ウェーハの後面全体が機械的に研磨される。この技術の唯一の短所は、仮設格子を固着および破壊する追加的なステップが必要であるという事実に起因する。
【００１３】
本発明の目的は、格子を固着および破壊するこれらのステップに依ることなく、樹脂内へのカプセル化を行う間におけるチップの位置ずれの上記短所を軽減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によれば、電気絶縁鉱物材料の周囲温度での蒸着により、「ピックアンドプレース」配置ステップの後でチップを保持することができる。当該蒸着は、再構成ウェーハの形成処理全体を通じて残すことも、あるいは一部を化学的に溶解することもできる。
【００１５】
この所謂「大気圧プラズマ蒸着」技術にはいくつかの利点がある。これは、（大気圧での）および低温（周囲）での化学蒸着の非真空技術である。更に、使用するプラズマにより蒸着前に表面を「洗浄」できるため、粘着性に優れている。
【００１６】
より正確には、本発明の主題は、前面と称するチップの面に接続パッドが設けられたチップを含む再構成ウェーハを集合的に形成する方法であって、
Ａ）チップを初期接着支持部の上に、当該支持部に前面を向けて配置するステップを含み、
以下のステップ、すなわち
Ｂ）初期支持部およびチップの上に電気絶縁層を大気圧および周囲温度で蒸着するステップと、
Ｃ）鉱物層で覆われたチップを仮設接着支持部の上に、チップの後面が当該仮設接着支持部の方を向く状態で転写するステップと、
Ｄ）初期接着支持部を除去するステップと、
Ｅ）チップを「チャック」型支持部の上に、チップの前面が当該支持部の方を向く状態で重ね合わせるステップと、
Ｆ）仮設接着支持部を除去するステップと、
Ｇ）「チャック」型支持部の上に樹脂を蒸着してチップをカプセル化し、次いで樹脂をポリマー化するステップと、
Ｈ）「チャック」型支持部を除去するステップと、
Ｉ）ＲＤＬ層能動面側を形成するステップを順に含んでいることを特徴とする。
【００１７】
電気絶縁層は、チップを保持する機械的役割を有している。
【００１８】
任意選択で、接着支持部に絶縁層を蒸着するステップＢ）は更に、電気絶縁層と接触する第１の導電層を大気圧および周囲温度で蒸着して、コンデンサの第一電極を形成するステップを含み、
ＲＤＬステップは予め以下の工程、すなわち
−  チップの能動面のみと接触する絶縁層、および第１電極の反対側のチップの能動面から離れた第２導電層を、当該第２層がコンデンサの第２電極を形成するように蒸着するステップと、
−  第１電極をチップの第１電源パッドに、および第２電極をチップの別の電源パッドに接続すべく導電トラックを形成するステップとを含んでいる。
【００１９】
「ＲＤＬ」電極はいくつかの電極に分割して、各部分が絶縁体の穿設されたビアによりチップの別の電源パッドに接続するようにできる。
【００２０】
本発明の他の特徴および利点は、非限定的な実施例および添付の図面に関する以下の詳細説明を精査することにより明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】上述のように、チップがカプセル化される間に被る微細な位置ずれを模式的に示す。
【図２】電気絶縁層をウェーハ上に蒸着し（図２ｂ）、およびチップをカプセル化する（図２ｃ）本発明による主要ステップを模式的に示す。
【図３】本発明による、２個の鉱物層の連続的な蒸着に基づく、典型的なコンデンサの形成モードを断面（図３ａ）で、および下側（図３ｂ）から示し、但し下側の図はＲＤＬ絶縁層無しで示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
各図面を通じて、同一要素には同一参照符号が付与されている。
【００２３】
「ピックアンドプレース」配置ステップ後のチップの保持は、電気絶縁鉱物材料の大気圧および周囲温度での１回（または複数）の蒸着により得られ、当該蒸着は、以下で分かるように形成処理全体を通じて残すことも、あるいは一部を化学的に溶解することもできる。
【００２４】
本方法の主要なステップを図２と合わせて示す。
【００２５】
従来方式では、チップ１は、「粘着スキン」を含む接着支持部１３に重ね合わされて配置され、前面が当該接着支持部（図２ａ）に存在する接続パッド１４（能動面とも称する）を含んでいる。
【００２６】
本発明によれば、数ミクロン（１μｍ〜１０μｍ）の電気絶縁層２が、再構成ウェーハの全体に、すなわちチップ１および支持部１３の上に、周囲温度および大気圧（図２ｂ）で蒸着される。
【００２７】
第１の形成モードによれば、例えばＳｉＯ２の層のような、単一の電気絶縁層２が蒸着される。これは、以下の利点をもたらす。すなわち、
−  当該層２は残り、従ってシリコンチップとのより良好な機械的連続性が得られ、
−  一般に銅製の「ＲＤＬ」再配線層の相互接続導電トラックは、約４．５〜５のＲＤＬレベルを得ることが可能なポリマーと比較してシリカの誘電率が約３．８であるため、（誘電体に用いる）ポリマー材への蒸着の場合よりも良好な電気的特性を有し、
−  更に、熱的に結合を切り離す必要がある積層チップの場合、シリカなど、同様に断熱材料の数ミクロンの層により２個の重ね合わされたチップ間での熱交換を減少させることが可能になる。
【００２８】
チップ１がこのように当該層２により所定の位置に保持された状態で、成型に続いて樹脂１２のポリマー化ステップが生起できる（図２ｃ）。樹脂を圧縮鋳造または成型する標準的な方法が用いられる。次いで接着支持部１３が分離される。
【００２９】
樹脂１２のポリマー化温度が、一般にそれらの熱機械的挙動を決定することが知られている。従って、エポキシ型の樹脂をポリマー化する温度が高いほど（例えば１４０°Ｃよりも２２０°Ｃ）、そのガラス転移温度（Ｔｇ）が高くなる。さて、鉱物層はこれらのより高い温度に耐えられるが、これは接着支持部のような有機層ではそうではない。この接着支持部は従って、これらの高温に耐えられる従来の非接着支持部（「キャリア」）で代替され、典型的には穴が穿設された鋼鉄ウエハ支持部（または「ウェーハチャック」）が用いられる。以下のように処理が進む。チップの後面を仮設接着支持部の上に転写することにより、能動面の初期接着支持部の除去、従って再構成ウェーハ周辺の真空を「チャック」型の支持部の上に（能動面が「チャック」の方を向く）再確立することが可能になる。仮設接着支持部を除去した後で、高温で樹脂を鋳造し、次いでポリマー化することが可能である。次いで「チャック」型支持部を除去する。
【００３０】
本方法は、所謂ＲＤＬ層の形成へと続く。
【００３１】
別の形成モードによれば、連続的に蒸着された２個の鉱物層を結合することにより、特にチップの所定位置への保持を強化することが可能になる。例えば電気絶縁層２と銅製導電層３のこの順序での重なりは、これら二つを蒸着させることにより、コンデンサの形成を更に可能にする。実際、高速回路（マイクロプロセッサ、メモリなど）に関する主な問題が、これらの回路への電力供給の遅延につながる導電トラックのインダクタンスを最小化すべくエネルギーの分配を需要側（この例ではチップ）のなるべく近くで行うことが知られている。
【００３２】
電気絶縁層および導電層の連続的な蒸着により、各チップの外周面全体（または後者の一部：コンデンサはチップの４面を囲むのが好適であるが、１、２または３面だけを囲んでいてもよい）を利用して、図３に示すように１個以上のコンデンサを形成すべく所謂ＲＤＬ相互接続用の支持部として機能することが可能になる。コンデンサはチップの４面を囲むのが好適であるが、１、２または３面だけを囲んでいてもよい。
【００３３】
上述の形成モードによれば、電気絶縁層２の後面側の大気プラズマ蒸着ステップの後で、当該層２（後面側）の上に導電層３の第２の大気プラズマ蒸着を行えば、当該コンデンサの第１電極３を構成することが可能になる。樹脂を成型してポリマー化するステップの後、且つ最初に考察したＲＤＬを形成する前に、導電層４をウェーハの能動面側に、但しチップの能動面から離れた箇所に蒸着することで、第１電極の反対側に第２電極４を形成し、同図に見られるようにＲＤＬ絶縁体と称する電気絶縁層１１がチップの能動面と接触するように蒸着されている。導電部４と電気絶縁第１１部の異成分層がこのようにして得られる。
【００３４】
コンデンサの２個の電極３と４を接続すべく、穴または「ビア」がＲＤＬ絶縁体１１に、一方ではチップの電源（この例では、チップの電源パッド１４を含む）の、他方ではコンデンサの外部電源のなるべく近くに形成されている。
【００３５】
第２電極４は第１導電トラック６に接続されていて、ＲＤＬ絶縁体の上に形成された当該トラックは、チップの電源に対応するチップのパッド１４に第１ビア８により結合されている。図３ｂに見られるように、当該第２電極は、３Ｄモジュールの横方向相互接続（スタックの寸法に応じた）を想定してスライス線５０までトラックの形状で延在している。あるいは、スライス線までトラックがＲＤＬ絶縁体の上に形成されている。第２電極４およびＲＤＬ絶縁体１１を含む異成分層に別の電気絶縁層が蒸着されている場合、当該第２電極４は、図４に示すように、当該他層を通過する第２ビア５により、第１導電トラック６に接続されていて、第１ビア８もまた当該他層を通過する。
【００３６】
第３ビア７により、導電層３により形成された第１電極３を、第４ビア１０を連結する第２導電トラック９により接続することが可能になり、当該トラックはチップ１の第２電源パッド１４に結合されている。当該第１電極は、３Ｄモジュールの横方向相互接続（スタックの寸法に応じた）を想定して別のスライス線５０までトラックの形状で延在している。あるいは、スライス線までトラックがＲＤＬ絶縁体の上に形成されている。
【００３７】
ＲＤＬ絶縁体と称する電気絶縁層１１がウェーハ能動面側の表面全体に蒸着され、次いで、一方ではチップの電源パッド１４、他方では外部電源との２個の電極３、４の相互接続が形成される。第１電極３はビア１５により、自身がビア２２により電源パッド１４に連結された導電トラック１６に連結される。当該電極３は、３Ｄモジュールの横方向相互接続（スタックの寸法に応じた）を想定して将来のスライス経路５０までトラック２３の形状で延在している。あるいは、スライス線までトラックがＲＤＬ絶縁体の上に形成されている。同様に、第２電極４は別のビア２０により、自身がビア１９により別の電源パッド１４に連結された別の導電トラック２１に連結されている。当該電極４もまた、３Ｄモジュールの横方向相互接続（スタックの寸法に応じた）を想定して別の将来のスライス経路５０までトラック２４の形状で延在している。あるいは、スライス線までトラックがＲＤＬ絶縁体の上に形成されている。これらのビアは、任意選択で複数の層１１、１７として蒸着されたＲＤＬ絶縁体１１を通過する。
【００３８】
トラック２１、１６を覆うようにＲＤＬ絶縁層１８が能動面側に蒸着され得る。
【００３９】
複数の電圧が必要とされる場合、コンデンサの電極を２、３または「ｎ個」の部分に分割して、この目的のために想定されたチップの他の電源パッドに他のビアにより接続されたコンデンサをなるべく多く形成することができる。
【００４０】
コンデンサの電極３、４が、チップの電源、および将来の外部電源にこのように接続されているため、最初に想定したＲＤＬの形成を実行することができ、その第１のまたは唯一の段階が導電トラック６および９、または１６および２１のレベルで形成されている。
【図１】
0005948631.tif 000002
【図２ａ】
0005948631.tif 000003
【図２ｂ】
0005948631.tif 000004
【図２ｃ】
0005948631.tif 000005
【図３ａ】
0005948631.tif 000006
【図３ｂ】
0005948631.tif 000007