(57)【要約】  特にウェーハレベルの電子モジュールを製造するための機能コンポーネントウェーハを有する半導体ウェーハの、複数の付着性設計された同様な部品から成る２つのウェーハ状コンポーネント複合装置（１２、１４）を相互接触させる方法および装置であって、向かい合った接触表面（３８、３９）に接触メタライゼーションを各々備えた２つのコンポーネント複合装置が、それらの接触メタライゼーションが接触する複数対を形成するカバー位置に導入され、そのカバー位置で、互いに接合されることになる接触メタライゼーションが互いに押し付けられ、それによって、それらの接触メタライゼーションは、コンポーネント複合装置の一方（１２）の背面をレーザ放射線（２０）に曝して接触され、ここで、そのレーザ放射線の波長は、背面においてレーザ放射線に曝されるコンポーネント複合装置の吸収度合の関数として選ばれ、その結果、背面においてレーザ放射線に曝されるコンポーネント複合装置を通り抜けるレーザ放射線の透過が本質的に抑制されるか、またはレーザ放射線の吸収が一方または両方のコンポーネント複合装置の接触メタライゼーションで本質的に起こるようになる。（図１）
2007514304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハレベルの電子モジュールを製造するために、特に、機能コンポーネントウェーハを有する半導体ウェーハの、結合されるように設計された複数の同種部品から成る２つのウェーハ状コンポーネント複合装置（１２、１４）を相互接触させる方法であって、向かい合った接触表面（３８、３９）に接触メタライゼーションをそれぞれ備える記２つのコンポーネント複合装置は、それらの接触メタライゼーションが接触する複数対を形成するように、カバー位置に置かれ、そのカバー位置で、相互に接合されるべき前記接触メタライゼーションが、互いに押し付けられ、前記接触メタライゼーションは、前記コンポーネント複合装置の一方（１２）の背面をレーザ放射線（２０）に曝すことによって、接触され、前記レーザ放射線の波長は、背面においてレーザ放射線に曝される前記コンポーネント複合装置の吸収度合の関数として選ばれ、その結果、背面において前記レーザ放射線に曝される前記コンポーネント複合装置を通り抜ける前記レーザ放射線の透過が実質的に抑制され、または、前記レーザ放射線の吸収が、一方または両方のコンポーネント複合装置の前記接触メタライゼーションにおいて、実質的に生じることを特徴とする方法。
【請求項２】
背面においてレーザ放射線に曝される前記コンポーネント複合装置を通り抜ける前記レーザ放射線（２０）の透過があり、そして、背面においてレーザ放射線に曝される前記コンポーネント複合装置の前記接触メタライゼーション（６１）で前記レーザ放射線の吸収があるように、背面においてレーザ放射線に曝される前記コンポーネント複合装置（５５）の基板材料が選択されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
背面においてレーザ放射線に曝される前記コンポーネント複合装置を通り抜ける前記レーザ放射線（２０）の透過があり、そして、背面においてレーザ放射線に曝される前記コンポーネント複合装置の前記接触メタライゼーション（６１）および前記向かい合うコンポーネント複合装置（５６）に属する前記接触メタライゼーション（６７）において、前記レーザ放射線の吸収があるように、背面においてレーザ放射線に曝される前記コンポーネント複合装置（５５）の基板材料が選択され、前記接触メタライゼーション（６７）は、背面においてレーザ放射線に曝される前記コンポーネント複合装置（５５）の前記接触メタライゼーション（６１）に比べて大きな表面積を有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
個々に、またはグループで作動して、レーザ放射線（２０）を放射する複数のダイオードレーザ（４３）の複合装置（１８、４２、４７）によって、レーザ処理を行なって、前記接触する複数対の全て、または、複数のグループとして結合された前記接触する複数対の全てが、レーザ放射線に曝されて接触することを特徴とする、請求項１から３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項５】
前記ダイオードレーザ複合装置は、背面においてレーザ放射線（２０）に曝される前記コンポーネント複合装置（１２）の下方に、所定距離をあけて配列されたダイオードレーザリニア装置（４２）として構成され、そして、前記ダイオードレーザリニア装置が、少なくとも１つの軸方向に、前記コンポーネント複合装置の平面領域に平行に移動することを特徴とする、請求項１から４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
前記ダイオードレーザ複合装置が、ダイオードレーザマトリックス装置（４７）として設計され、背面においてレーザ放射線（２０）に曝される前記コンポーネント複合装置（１２）の大きさに従って、前記ダイオードレーザ（４３）が、その全部、または部分マトリックスの範囲において作動することを特徴とする、請求項１から５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
基準温度が、前記距離をもって形成された中間空間（４０）において基準温度を測定し、前記測定は、前記レーザ放射線（２０）が通過する透過デバイス（１９）によって行われることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１つに記載の方法。
【請求項８】
前記接触メタライゼーションをカバー位置に位置合わせして、前記接触する複数対を形成するために、背面においてレーザ放射線（２０）に曝されるコンポーネント複合装置（１２）に向かい合うコンポーネント複合装置（１４）を、二軸方向で前記平面領域に平行に移動する位置決めデバイス（３１）によって位置決めすることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１つに記載の方法。
【請求項９】
電子モジュールを製造するために、特に、機能コンポーネントウェーハを有する半導体ウェーハの、結合されるように設計された複数の同種部品から成る２つのウェーハ状コンポーネント複合装置（１２、１４）を、請求項１から８のいずれか１つに記載の方法によって相互接触させるための装置であって、
収容フレーム（１１）であり、前記収容フレームに設けられた透明パネル（１７）上に、第１のコンポーネント複合装置（１２）を支持し、そして、保持するための収容フレーム（１１）と、
前記収容フレームの内側に配置され、そして、前記透明パネルによってコンポーネント複合装置（１２）から分離されたダイオードレーザ複合装置（１８、４２、４７）と、
接触メタライゼーションを備えた前記２つのコンポーネント複合装置の接触表面（３８、３９）が相互に向かい合って配列されるように、前記第２のコンポーネント複合装置（１４）を収容するための保持クランプ（１３）と、
相互に接合されるべき前記接触メタライゼーションが接触する複数対を形成するように、前記コンポーネント複合装置を相対的に位置決めするための位置決めデバイス（３１）と、
前記接触する複数対の前記接触メタライゼーションの間に接触圧力を生成する圧力デバイス（３７）と
を備える装置。
【請求項１０】
前記ダイオードレーザ複合装置が、ダイオードレーザリニア装置（４２）として構成されており、前記ダイオードレーザリニア装置は、列をなして配置された複数のダイオードレーザ（４３）を有しており、前記ダイオードレーザは、整列された列全体に亘って、そして、前記コンポーネント複合装置（１２）の平面領域と平行に移動可能なダイオードレーザ取付け台上に配置されていることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
通過される距離（４６）の関数として、前記コンポーネント複合装置の前記接触表面のそれぞれの横方向領域をカバーするために必要とされる、前記ダイオードレーザリニア装置の前記ダイオードレーザのみが作動して、
前記コンポーネント複合装置の平面領域と平行に移動可能な前記ダイオードレーザリニア装置と共に、前記コンポーネント複合装置（１２）の円形接触表面（３８）に影響を及ぼすように、前記ダイオードレーザリニア装置（４２）の前記ダイオードレーザ（４３）を、個々に、またはグループで作動させることが可能であることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記ダイオードレーザ複合装置が、各々行方向および列方向に配列された複数のダイオードレーザ（４３）を有するダイオードレーザマトリックス装置（４７）として構成されていることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記円形接触表面に影響を及ぼすために、前記コンポーネント複合装置（１２）の前記接触表面（３８）の中央と前記マトリックス表面の中央とを同軸に位置合せした状態で、前記ダイオードレーザが、前記接触表面の大きさに従って全部、または、前記接触表面をカバーするために必要な部分マトリックスの範囲のみで作動可能なように、前記ダイオードレーザマトリックス装置（４７）の前記ダイオードレーザ（４３）を、個々に、またはグループで作動させることが可能であることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
基準温度を測定する作用を有する透過デバイス（１９）が、前記透過パネル（１７）と前記ダイオードレーザ複合装置（１８、４２、４７）との間に所定距離をもって形成された中間空間に設けられることを特徴とする、請求項９から１３のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１５】
カバー位置において、前記接触メタライゼーションの位置合わせを行なって、前記接触する複数対を形成するために、背面においてレーザ放射線に曝されるコンポーネント複合装置（１２）に向かい合ったコンポーネント複合装置（１４）が、少なくとも２つの軸方向に移動可能な位置決めデバイス（３１）に配置されていることを特徴とする、請求項９から１４のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１６】
前記コンポーネント複合装置の平面領域でコンポーネント複合装置（１４）の二軸位置決めを行うことに加えて、前記位置決めデバイスは、前記位置決めデバイスが前記平面領域全体に亘って調整移動を行なうように作用し、その結果、前記位置決めデバイスが、接触圧力を生成するように作用するように、前記位置決めデバイス（３１）が、三軸的に構成されていることを特徴とする、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
請求項１から８のいずれか１つに従って相互接触されるべき２つのウェーハ状コンポーネント複合装置（５５、５６）からなるコンポーネント複合体（５８）であって、
結合されるように設計された複数の透明カバー要素（５９）を備えた第１の透明コンポーネント複合装置（５５）と、
結合されるように設計された複数のセンサユニット（６４）を備えた第２のコンポーネント複合装置（５６）とを備え、前記センサユニットの各々が、少なくとも１つのセンサ（７１）を有し、その各々が、前記センサユニット（６４）への背面側接触アクセス（７３）のための貫通接触体（７２）を備えたセンサユニットの基板ユニットと接触している
ことを特徴とするコンポーネント複合体（５８）。
【請求項１８】
相互に接触するカバーユニット（５５）とセンサユニット（５６）との、向かい合って配置された接触メタライゼーション（６１、６７）が、接触材料（６２、６８）として半田材料を有していることを特徴とする、請求項１７に記載のコンポーネント複合体。
【請求項１９】
前記カバーユニット（５６）に割り当てられた接触メタライゼーション（６１）のグループ、および、前記センサユニット（６４）に割り当てられた接触メタライゼーション（６７）のグループのうちの少なくとも１つのグループが、前記接触材料（６２、６８）として伝導性接着剤を有していることを特徴とする、請求項１７に記載のコンポーネント複合体。
【請求項２０】
接触メタライゼーション（６１、６７）の少なくとも１つのグループが、前記接触材料（６２、６８）の基板として、高吸収性材料からなる吸収層（６３、６９）を有していることを特徴とする、請求項１７から１９のいずれか１つに記載のコンポーネント複合体。
【請求項２１】
前記吸収層（６３、６９）と前記接触材料（６２、６８）との間に、接着促進層が設けられていることを特徴とする、請求項２０に記載のコンポーネント複合体。
【請求項２２】
前記センサユニット（６４）に割り当てられた接触メタライゼーション（６７）のグループの前記吸収層（６９）が、前記カバーユニット（５９）の前記接触メタライゼーション（６１）に比べて大きな表面積を有していることを特徴とする、請求項２０または２１に記載のコンポーネント複合体。
【請求項２３】
センサ（７１）をリング状に取り囲む前記カバーユニット（５９）の接触メタライゼーション（６１）が、前記センサをリング状に取り囲むそれぞれのセンサユニット（６４）の接触メタライゼーション（６７）と接触して、シールリングを形成することを特徴とする、請求項１７から２２のいずれか１つに記載のコンポーネント複合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、以下で単にウェーハと呼ばれる複数の付着性設計された同様な部品から成る２つのウェーハ状コンポーネント複合装置、特にウェーハレベルの電子モジュールを製造する機能コンポーネントウェーハを有する半導体ウェーハ、を相互接触させる方法、並びに前記の方法を行う装置に関する。さらに、本発明は、また、前述の方法に従って互いに相互接触された２つのウェーハ状コンポーネント複合装置から成るコンポーネント複合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
最初にそれぞれの部品を離すことなしに、合成物に付着性設計された基板を合成物にまた配列された部品と結合することが目的であるとき、前述の型の方法が一般に使用される。
【０００３】
チップレベルの電子モジュールを製造するために、チップを介して制御されるレーザダイオードのような機能コンポーネントを有するチップおよび／またはチップモジュールに関して、ウェーハレベルでチップとレーザダイオードの両方を製造し、すなわち付着性ウェーハ合成物で製造し、それから、チップをレーザダイオードと接触させる前に、それぞれのウェーハ合成物からチップとレーザダイオードの両方を分離することが知られている。これによって、結果として、位置付け接合作業を行うことが必要となり、この位置付け接合作業はチップをレーザダイオードと接触させるために必要であり、そして、この作業は、チップおよび／またはレーザダイオードの数に依存して、別々に繰り返して行われなければならない。
【０００４】
チップと接触させるために設けられた機能コンポーネントの型および設計に依存して、機能コンポーネントの熱負荷が所定の限度内にある接触処理を保証し、そして結果的にこの処理を監視することが必要であることも分かっている。特に、プラスチック膜微小レンズのような温度の影響を非常に受けやすい機能コンポーネントの場合、これらの限度は非常に低いので、チップと機能コンポーネントの間の個々の接触作業各々に関して、接触処理中に接触作業で到達する機能コンポーネントの温度が例えば適切な冷却手段によって制限されることを保証することが重要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ウェーハレベルの対応する電子モジュールの製造を可能にし、また温度敏感機能コンポーネントの場合でも許容温度負荷を超えないことを保証するという目的に基づいている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために、発明の方法は請求項１の特徴を有し、発明の装置は請求項９の特徴を有し、さらに発明のコンポーネント複合体は請求項１７の特徴を有している。
【０００７】
発明の方法では、向かい合った接触表面に接触メタライゼーションを各々備えた２つのウェーハは、それらの接触メタライゼーションが接触する複数対を形成するカバー位置に導入される。この位置で、互いに接合されるべきそれらの接触メタライゼーションは互いに押し付けられる。１つのウェーハの背面をレーザ放射線に曝してそれらの接触メタライゼーションの間で接触が実現され、そして、レーザ放射線の波長は、背面においてレーザ放射線に曝されるウェーハを通り抜けるレーザ放射線の透過が本質的に抑制されるようなやり方で、背面においてレーザ放射線に曝されるウェーハの吸収の関数として選ばれる。
【０００８】
このことで、第１のウェーハと接触されることになる第２のウェーハの加熱は、接触する複数対を形成する接触メタライゼーションを介して本質的に起こり、第２のウェーハがレーザ放射線に直接曝されることが避けられることが保証される。
【０００９】
２つのウェーハを接触させることによって生じたウェーハ合成物は、その後、単一送りで、各々チップとこれに接触した機能コンポーネントとから成る個々の電子モジュールに切り離すことができる。
【００１０】
レーザ放射線が、背面においてレーザ放射線に曝されたコンポーネント複合装置を透過し、そして、レーザ放射線の吸収が、背面においてレーザ放射線に曝されたコンポーネント複合装置の接触メタライゼーションで本質的に起こるように、背面においてレーザ放射線に曝されるコンポーネント複合装置が選ばれた場合、本質的に熱圧着か接着剤の硬化かまたは活性化のために熱入力を必要とする他の可能な接合方法かによる方法で行われることがある接触に必要な接触メタライゼーションの加熱が、接触メタライゼーションの本質的な直接加熱によって行われることが可能である。特に、背面においてレーザ放射線に曝されるコンポーネント複合装置の接触メタライゼーションが、このコンポーネント複合装置と向かい合ったコンポーネント複合装置の基板材料に比べて高い熱容量を有する材料で作られているとき、接触に必要な温度の上昇は本質的に接触メタライゼーションの部分だけで起こることを保証することができる。
【００１１】
背面においてレーザ放射線に曝されるコンポーネント複合装置を通り抜けるレーザ放射線の透過があり、かつ、背面においてレーザ放射線に曝されるコンポーネント複合装置の接触メタライゼーションと、背面においてレーザ放射線に曝されるコンポーネント複合装置の接触メタライゼーションに比べて大きな面積を有する向かい合うコンポーネント複合装置の接触メタライゼーションとでレーザ放射線の吸収があるように、背面においてレーザ放射線に曝されるコンポーネント複合装置が選ばれるとき、背面においてレーザ放射線に曝されるコンポーネント複合装置の接触メタライゼーションと、前者と向かい合って位置するコンポーネント複合装置の接触メタライゼーションとへの同時の熱入力が起こることができる。
【００１２】
この方法の特に好ましい変形では、全ての接触する複数対、またはグループに組み込まれた接触する複数対が接触のためにレーザ放射線に曝されるような具合に、個々か、またはグループかのどちらかで作動してレーザ放射線を放射する多数のダイオードレーザの複合装置によって、レーザ照射が達成される。
【００１３】
第１に、レーザ放射線をウェーハに当てるためにレーザダイオードを使用することで、ダイオードレーザのレーザ能動層で放射線される波長の特に正確な調整が可能になるので、それに応じた高い程度の吸収が、背面を曝されるウェーハで実現されるようになる。第２に、複合装置から選ばれたダイオードレーザの所定の作動によって、接触のために必要な程度丁度のレーザ処理が可能になる。同様に、背面を曝されるウェーハは、接触のために絶対的に必要な程度でただ加熱されるだけである。このことで、吸収によって加熱される第１のウェーハから、接触のために設けられた向かい合う第２のウェーハへの熱放射線の可能な伝達が減少する。
【００１４】
ダイオードレーザ複合装置が、背面においてレーザ放射線で処理されるウェーハの下のある距離のところに位置しているダイオードレーザリニア装置として、そのダイオードレーザリニア装置が少なくとも１つの軸方向でかつウェーハの平面領域に平行に移動するような具合に、設計された場合、比較的少ない数のダイオードレーザを使用して本発明方法を実施することができる。
【００１５】
代替えとして、ダイオードレーザ複合装置をダイオードレーザマトリックス装置として設計することが可能であり、この場合、背面においてレーザ放射線に曝されるウェーハの大きさに依存して、ダイオードレーザは、その全部で、または部分マトリックスの範囲だけで作動する。本プロセスのこの変形によって、極めて短い時間内に、かつ追加のウェーハに対する最小限の温度負荷で、ウェーハレベルで接触が行われるように、全ての接触する複数対の同時接触が可能になる。
【００１６】
基準温度が、背面において曝されるウェーハとダイオードレーザ複合装置の間の距離によって形成された空間で測定され、かつその測定が、レーザ放射線が通過する透過デバイスによって行われる場合、レーザ処理中に背面を曝されるウェーハの温度を絶えず監視して、例えば、温度閾値に達するや否やダイオードレーザ複合装置を少なくとも一時的に不作動することができる。
【００１７】
背面を曝されるウェーハと接触されるウェーハに対する不必要な温度負荷の防止は、接触メタライゼーションをカバー位置に位置合わせする位置決めデバイスの使用および接触する複数対の設計によっても支援され、前記位置決めデバイスは、二軸方向でウェーハの平面領域に平行に動く。というのは、接触する複数対の正確な相対的な位置決め状態で、接触を生成するために、向かい合うウェーハへの最低可能熱入力が必要となるからである。
【００１８】
本発明装置は、収容フレームに位置する透明パネル上に第１のウェーハを保持し支持するための収容フレームと、収容フレームの中で透明パネルによってウェーハから分離されるように位置しているダイオードレーザ複合装置とを備える。さらに、本発明装置は、各々接触メタライゼーションを備えたウェーハの接触面が互いに向かい合って配列されるようなやり方で第２のウェーハを保持する保持クランプを有し、さらに本発明装置は、また、互いに接合されるべき接触メタライゼーションが接触する複数対を形成するようなやり方でウェーハを相対的に位置決めするための位置決めデバイスを有する。さらに、本発明装置は、接触する複数対の接触メタライゼーションの間に接触圧力を生成する圧力デバイスを備えている。
【００１９】
本装置の第１の実施形態では、ダイオードレーザ複合装置は、列に配列された複数のダイオードレーザを有するダイオードレーザリニア装置として設計され、各々が、その列の一列整列の横方向にかつウェーハの平面領域に平行に動くことができるダイオードレーザ取付け台に配列されている。
【００２０】
さらに、レーザの平面領域に平行に動かすことができるダイオードレーザリニア装置に円形ウェーハ接触表面を曝すために、通過される距離の関数としてウェーハ接触表面のそれぞれの横方向範囲をカバーするために必要とされるダイオードレーザリニア装置のダイオードレーザだけが作動するようなやり方で、ダイオードレーザリニア装置のダイオードレーザが、個々に、またはグループで作動することが、有利であることが分かった。
【００２１】
本装置の他の実施形態では、ダイオードレーザ複合装置は、行と列に配列された複数のダイオードレーザを有するダイオードレーザマトリックス装置として設計されている。
【００２２】
本発明のダイオードレーザマトリックス装置に関して、ウェーハ接触表面およびマトリックス表面の面積の中心点の同軸位置合せの状態で、ウェーハ接触表面積の大きさに依存して、ダイオードレーザが、全体としてか、またはウェーハ接触表面積をカバーするのに必要な部分マトリックスの範囲だけかのどちらかで作動するように、ダイオードレーザを個々に、またはグループで作動可能であることが、有利であることが分かった。
【００２３】
本接触方法を監視するために、基準温度の測定に使用される透過デバイスが、透過パネルとダイオードレーザ複合装置の間に形成される空間に位置していることが、有利であることが分かった。
【００２４】
さらに、接触に必要な熱入力を最小限にするために、背面においてレーザ放射線に曝されるウェーハに向かい合ったウェーハは、接触メタライゼーションをカバー位置に位置合わせして接触する複数対を形成するように少なくとも二軸方向に動かすことができる位置決めデバイスに配列されていることが、有利であることが分かった。
【００２５】
位置決めデバイスが、ウェーハの平面領域においてウェーハを二軸方向で位置決めすることに追加して、平面領域に交差して調整移動を実行することができるように、位置決めデバイスが三軸で設計される場合、位置決めデバイスは、接触を達成するために必要な接触圧力を生成するように使用することもできる。
【００２６】
互いに相互接触された２つのウェーハ状コンポーネント複合装置の合成部分は、この合成物は本発明に従って上述の装置を使用して上述の方法によって生成されるものであり、複数の付着性設計された透明カバーユニットを備える第１の透明コンポーネント複合装置と、合成物の付着性設計された基板ユニットの１つに接触された各々少なくとも１つのセンサを有する複数の付着性設計されたセンサユニットを備える第２のコンポーネント複合装置とを有し、これらの基板ユニットは、センサユニットへの背面側接触アクセスのための貫通接触を備えている。上述のコンポーネント複合体の設計によって、製造プロセス中にセンサに対した許容できないほど高い温度負荷無しに、全体として閉じたセンサチップの製造が可能になる。
【００２７】
コンポーネント複合体の好ましい実施形態では、接触させられることになるカバーユニットとセンサユニットの向かい合う接触メタライゼーションは、半田材料を有している。これによって、熱圧着プロセスで接触を行うことができる。
【００２８】
コンポーネント複合体の代替の設計では、カバーユニットに割り当てられた接触メタライゼーションのグループとセンサユニットに割り当てられた接触メタライゼーションのグループとのうちの少なくとも１つのグループは、接触材料として伝導性接着剤を備えている。このコンポーネント複合体の場合には、加熱によって接着材料を硬化させることによって接触を行うことができる。
【００２９】
接触のために備えられる接触材料の選択にかかわらず、接触メタライゼーションの少なくとも１つのグループが、接触材料すなわち半田材料または接着材料の基板として吸収層を有していることが、有利であることが分かった。この吸収層は、クロムのような高吸収性材料でできている。接触メタライゼーションの部分において、この吸収層は、カバーユニットおよび／またはセンサユニットに使用される基板材料の透過率にかかわらず接触メタライゼーションの部分で加熱増大が起こるという結果をもたらす。
【００３０】
吸収層とこれに付けられる接触材料の間の接着を改善するために、接触材料と吸収層に使用される材料との特定の組合せに合わせて調整された接着材料を備える接着促進層を選ぶことができる。
【００３１】
センサユニットに割り当てられた接触メタライゼーションのグループの吸収層が、カバーユニットに割り当てられた接触メタライゼーションのグループの吸収層に比べて大きい表面積を有する場合、特有の熱入力を、カバーユニットの接触メタライゼーションだけでなくセンサユニットの接触メタライゼーションにも実現することができる。
【００３２】
付着性合成物につくられたセンサチップユニットの密封封止設計のために、センサをリング状に取り囲むカバーユニットの接触メタライゼーションが、センサをリング状に取り囲む基板ユニットのそれぞれの接触メタライゼーションと接触され、シールリングを形成することが、有利であることが分かった。
【００３３】
発明の方法の変形および本方法で使用される装置の代替え物は、例としての図面に基づいて以下で説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１は、ここで半導体ウェーハ１２として設計された第１のウェーハを保持し支持する収容フレーム１１を有し、さらに、この場合では複数のプラスチックレンズ部品がその中に合成物で配列されている機能コンポーネントウェーハ１４として設計された第２のウェーハが保持されている保持クランプ１３を有するウェーハ接触デバイス１０を示している。
【００３５】
収容フレーム１１は、ここでガラス板１７として設計された透明パネルをその上端で保持する役目をするリング状肩部１６を有するフレーム円筒１５から成る。ガラス板１７と反対側の端面に、収容フレーム１１はダイオードレーザ複合装置１８を備えている。ダイオードレーザ複合装置１８で放射線されたレーザ放射線２０が本質的に吸収されることなく通過することができ、かつ基準温度を測定する少なくとも１つの温度センサデバイス（ここでは図示されていない）を有する透過デバイス１９が、ダイードレーザ複合装置１８の上にある。さらに、圧力接続２１がフレーム円筒１５の周囲に設けられて、ガラス板１７とダイオードレーザ複合装置１８および／または透過デバイス１９との間に形成されたフレーム内部空間４０に圧縮空気を適用することを可能にしている。
【００３６】
またこの例示の実施形態でフレーム円筒５１を有する保持クランプ１３は、圧力に対して耐性のあるハウジング２２を有し、このハウジング２２は真空接続２３を備え、フレーム円筒５１に収容されている。接触保持表面２４として役立つハウジング２２の壁は、多孔質の薄板として設計されている。図１に示されるようなやり方で真空接続２３に真空を適用することによって、機能コンポーネントウェーハ１４は、接触保持表面２４に押し付けられて保持される。この例示の実施形態では、多孔質パネルは、接触中に接触メタライゼーション間に作用する接触圧力を一様にすることができるように、弾性多孔質中間層５４を備えている。
【００３７】
図１が示すように、収容フレーム１１と保持クランプ１３の間に形成されたプロセス空間２５は、それの周囲で弾性封止材２６によって環境に対して封止されている。プロセス空間２５は、ガス接続２７、２８を介して環境に接続されている。ガス接続２７、２８によって、例えば、プロセス空間２５に、真空を適用することができるようなり、または保護ガスを注入することができるようになる。例えば接合材料として接着材料を使用するとき、真空ガス出しが有利であると分かることがある。
【００３８】
収容フレーム１１は、周囲が閉じている機械フレーム２９中に保持クランプ１３と共に保持されている。半導体ウェーハ１２の接触メタライゼーション（ここに示されていない）を機能コンポーネントウェーハ１４の接触メタライゼーションと接触させるために必要な接触圧力を生成するために、前記接触圧力は互いに向かい合って配列された接触メタライゼーションによって形成された接触する複数対の間に広がっており、ハウジング２２に接続されたハウジング部分３２と上部フレーム梁３０に接続されたハウジング部分３３とを有する位置決めデバイス３１が、ハウジング２２と機械フレーム２９の上部フレーム梁３０との間に設けられている。ウェーハ１２、１４の平面範囲に垂直なＺ軸およびウェーハ１２、１４の平面範囲に対して平行なＸ軸３５に関してハウジング部分３３に対するハウジング部分３２の二軸相対的位置付けを行うほかに、位置決めデバイス３１は、Ｚ軸方向におけるハウジング部分３３に対するハウジング部分３２の相対的な移動、したがって半導体ウェーハ１２の方向の機能コンポーネントウェーハ１４の調整移動を可能にして、接触のために必要な接触圧力すなわち表面圧力を生成する。
【００３９】
接触圧力の高さを制御するために、力測定セル３７が、収容フレーム１１の端面周囲にわたって配列され、収容フレーム１１と機械フレーム２９の下部フレーム梁３６の間に分布されている。
【００４０】
ウェーハ１２と１４の間の接触を達成するために、半導体ウェーハ１２は、収容フレーム１１のガラス板１７に当てられる。保持クランプ１３によって機能コンポーネントウェーハ１４をハウジング２２の接触保持表面２４と接触させることは、ハウジングの内部に真空を適用すること、および多孔質薄板として設計された接触保持表面２４に対する機能コンポーネントウェーハ１４の関連した吸引によって達成される。そのとき、半導体ウェーハ１２の接触表面３９の接触メタライゼーションに対して機能コンポーネントウェーハ１４の接触表面３８の接触メタライゼーションを正確に相対的に位置決めすることは、それぞれ対の接触メタライゼーションの接触する複数対を設計することによって達成される。このために必要な位置合せは、位置決めデバイス３１と、Ｚ軸のまわりおよびＸ軸の方向での軸制御の対応する作動によって達成される。
【００４１】
位置決め動作は、例えば、半導体ウェーハ１２の接触メタライゼーションと機能コンポーネントウェーハ１４の接触メタライゼーションとの間の互いにある距離離れた状態で、少なくとも２つの接触する複数対のカバレッジを検出することができる光監視システム（ここでは図示されていない）によって、監視することができる。
【００４２】
正確な相対的位置を調整した後で、適正な接触圧力の閾値に達したことを力測定セル３７が検出し、そして対応する軸方向駆動の動作が停止されるまで、Ｚ軸の方向の位置決めデバイス３１の軸制御によって保持クランプ１３が収容フレーム１１の方向で調整される。接触圧力によるガラス板１７のたわみを一様にするために、圧力接続４１によって、収容フレーム１１の内部空間４０を流体圧力、すなわちガス圧力または液体圧力のかかった状態にすることができる。したがって、全ての接触する複数対が接触に必要な接触圧力で互いに向かい合っていることが確実であるとき、ダイオードレーザ複合装置１８が作動する。これは、ダイオードレーザ複合装置１８の設計に依存して様々な方法で行うことができる。
【００４３】
図２および３は、図１の断面線II‐IIに従った収容フレーム１１の上面図を示す。収容フレーム１１のガラス板１７上に配列され、かつダイオードレーザリニア装置４２によって裏面をレーザ放射線２０にさらされている半導体ウェーハ１２（線引きの輪郭だけ）を、これらの図は示している。この場合には、ダイオードレーザリニア装置４２は、ダイオードレーザ取付け台５２に配列された７個のレーザダイオード４３を含み、各々が、１つのレーザ能動層で一般的な層状設計に従ってビーム経路４４を放射線し、前記のビーム経路は、ほぼ長方形の断面を有し、通常大きさが数平方センチメートルであるビーム断面積４５までだんだん広くなり、その結果、ビームは半導体ウェーハ１２の背面に当たり、そして半導体ウェーハ１２の端子表面密度に依存して多数の端子面が同時にレーザ放射線に曝されるようになる。
【００４４】
ダイオードレーザリニア装置４２は制御手段を備え、この制御手段は、ここではこれ以上説明しないが、ダイオードレーザリニア装置４２のダイオードレーザ４３を個々か、またはグループかのどちらかで作動することを可能にする。半導体ウェーハ１２の背面接触表面全体をレーザ放射線に曝すために、ダイオードレーザリニア装置４２は、図２に示される初期位置から半導体ウェーハ１２の全直径にわたって移動する。このプロセスで、通過される距離４６の関数として、通過される距離４６の横方向の半導体ウェーハ１２のそれぞれの長さをカバーすることができるような数で、それらのダイオードレーザ４３だけが作動する。したがって、ここで図示された例示の実施形態で、図２は、３個の作動ダイオードレーザ４３だけを有して開始位置にあるダイオードレーザリニア装置４２を示し、そして、通過される距離４６に沿ったダイオードレーザリニア装置４２の中心位置を示す図３は、ダイオードレーザリニア装置４２の全てのダイオードレーザ４３の作動を示している。
【００４５】
図４は、１０個のダイオードレーザ縦列４８と７個のダイオードレーザ横列４９を有するダイオードレーザマトリックス装置４７を示す。ダイオードレーザマトリックス装置４７のマトリックスは、半導体ウェーハ１２の基本的な円形設計に適合するために、またビーム断面４５の長方形設計のために、不規則であるように設計されており、その結果、半導体ウェーハ１２の全接触表面３９をレーザ放射線に曝すことができるようになる。
【００４６】
半導体ウェーハ１２に比べて減少した直径を有する半導体ウェーハ４０のレーザ処理のために、ダイオードレーザ４３のビーム断面積４５の部分を示す図４の網目状陰影付き図で示されるように、部分マトリックス５３に従ったダイオードレーザ４３の部分だけが作動する必要がある。
【００４７】
図５は、センサチップコンポーネント複合装置５８のセンサチップユニット５７の部分を詳細に示し、センサチップユニット５７は、カバーユニット複合装置５５とセンサユニット複合装置５６とから成る合成物で製造される。
【００４８】
センサチップコンポーネント複合装置５８は、図１に示されるウェーハ接触デバイス１０によって製造することができる。
【００４９】
生産のために、ウェーハ型カバーユニット複合装置５５に付着性設計されたカバーユニット５９は、背面においてレーザ放射線に曝される。この場合には、カバーユニット５９は、光学的に透明なガラスフリットのような透明基板材料を有し、そしてカバーユニット５９は、接触表面６０に、接触メタライゼーション６１を有し、この場合、この接触メタライゼーション６１は、接触材料６２として半田材料例えば金‐錫合金を備えている。接触メタライゼーション６１による熱吸収を高めるために、接触メタライゼーション６１は吸収層６３を有し、この吸収層６３は、基板として設計され、レーザ放射線２０の方を向いており、例えば本質的にクロムを含むことができる。
【００５０】
センサユニット複合装置５６は、各々カバーユニット５９に対応付けられかつ付着性合成物に形成された複数のセンサユニット６４で構成されている。この場合に、センサユニット６４は、カバーユニット５９に面しているそれの内部接触表面６６に接触メタライゼーション６７を備えたシリコン基板６５を有している。この場合に、接触メタライゼーション６７は、全て、カバーユニット５９のそれぞれの接触メタライゼーション６１と共に、接触材料６８として半田材料を備えている。さらに、この場合に、接触メタライゼーション６７は吸収層６９を有し、この吸収層６９は、接触材料６８の基板として配列され、そして、カバーユニット５９の光学的に透明な基板材料を通過するレーザ放射線２０の部分が吸収層６９の周辺突出部７０で吸収されるようなやり方で、接触材料６８を越えて周辺部で突き出ている。したがって、カバー層５９の接触メタライゼーション６１およびまたセンサユニット６４の接触メタライゼーション６７中への吸収による同時熱入力が、上述のような吸収層６３および６９の配列および実施形態のために可能になる。
【００５１】
また、図５で理解することができるように、センサユニット６４のセンサ７１に隣接して配列された内部接触メタライゼーション６７は、基板６５を貫通する貫通接触７２を備えて、センサユニット６４の外部接触表面７４の外部接触メタライゼーション７３を介した外部への接触を可能にしている。センサ７１に隣接する接触メタライゼーション６７は、ここに示されないやり方でセンサ７１に電気接触されているので、貫通接触７２によって外部接触メタライゼーション７３を介してセンサ７１を外部に直接接触させることが可能になる。
【００５２】
図５において、接触メタライゼーション６１および６７は、外側が各々リングの形に設計されており、接触後に閉じたセンサ容器空間７５を形成し、この空間７５に内部接触メタライゼーション対７６は配列されているので、内部接触メタライゼーション対７６はセンサ７１の電気接触のために密閉封止されており、そしてセンサ７１が密閉封止されている。
【００５３】
上述の例示の実施形態と違って、カバーユニット５９の基板材料は、また、吸収性であるように設計されてもよい。というのは、温度敏感センサ７１は、レーザ放射線２０に直接さらされないセンサユニット６４に配列されているからである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】側面図で示された２つのウェーハを相互接触させる装置を示す図であり、ダイオードレーザ複合装置が、ウェーハを支持しかつ保持する透明なパネルの下に位置している。
【図２】図１に示された装置の第１の実施形態を示す図であり、ダイオードレーザリニア装置が上から見られ、通過される距離の最初の位置にある。
【図３】図２に図示されたダイオードレーザリニア装置が、曝されるウェーハに関係した通過される距離の中心位置にある。
【図４】上から見られたようなダイオードレーザマトリックス装置としてダイオードレーザ複合装置の実施形態を示す図である。
【図５】プロセス変形によって作られた構造の例に関する本方法の代替の変形を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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