(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リリース層をハンドル基板に取り付ける段階であって、前記リリース層が、複数の層を含み、前記複数の層の第１の層が永久接着性であり、前記複数の層の第２の層が感熱性またはＵＶ感光性のうち１つまたは複数である、段階と、
離散コンポーネントを暫定ハンドルから除去し、前記離散コンポーネントが前記リリース層に取り外し可能に取り付けられるように、前記離散コンポーネントを前記ハンドル基板上に配置する段階であって、前記離散コンポーネントが、超薄型、超小型、または超薄型かつ超小型の構成を有し、前記ハンドル基板の少なくとも１つの辺が、前記離散コンポーネントの少なくとも１つの辺よりも長い長さを有する、離散コンポーネントを暫定ハンドルから除去し、前記離散コンポーネントを前記ハンドル基板上に配置する段階と、
前記離散コンポーネントをデバイス基板上へ配置し、前記離散コンポーネントを前記ハンドル基板から取り外す段階と、を含み、
前記離散コンポーネントを前記デバイス基板上へ配置することが、前記離散コンポーネントを前記デバイス基板へ相互接続することを含む、
方法。
【請求項２】
前記リリース層が感熱性材料を含み、
前記リリース層の感熱性が、熱エネルギーの印加に応じて、前記リリース層の接着強度に変化を生じさせる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記リリース層が紫外線（「ＵＶ」）感光性材料を含み、
前記リリース層のＵＶ感光性が、ＵＶ光の印加に応じて前記リリース層の接着強度に変化を生じさせる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記離散コンポーネントを前記ハンドル基板から取り外す段階が、前記離散コンポーネントを前記デバイス基板に相互接続する段階と少なくとも部分的に同時に行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記離散コンポーネントを前記ハンドル基板から取り外す段階及び前記離散コンポーネントを前記デバイス基板に相互接続する段階が、共通のトリガーに応じて行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記相互接続がさらに、前記離散コンポーネントの前記デバイス基板への相互接続及び前記離散コンポーネントの前記ハンドル基板からの取り外しの両方を行うために、熱エネルギーまたはＵＶ光を伝達する段階を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
リリース層をハンドル基板に取り付ける段階と、
超薄型ウェハを、前記超薄型ウェハが前記リリース層に取り外し可能に取り付けられるように、前記ハンドル基板上の前記リリース層上に配置する段階であって、前記リリース層が、複数の層を含み、前記複数の層の第１の層が永久接着性であり、前記複数の層の第２の層が感熱性またはＵＶ感光性のうち１つまたは複数である、段階と、
離散コンポーネントを前記超薄型ウェハから取り外す段階であって、前記離散コンポーネントが、超薄型の構成を有し、前記ハンドル基板が、少なくとも５０ミクロンの厚さを有する、離散コンポーネントを前記超薄型ウェハから取り外す段階と、
前記離散コンポーネントをデバイス基板上に配置し、前記離散コンポーネントを前記ハンドル基板から取り外す段階と、を含み、
前記離散コンポーネントを前記デバイス基板上に配置することが、前記離散コンポーネントを前記デバイス基板に相互接続することを含む、
方法。
【請求項８】
前記超薄型ウェハから前記離散コンポーネントを取り外す段階が、前記超薄型ウェハをダイシングする段階を含む、請求項７に記載の方法。 
【請求項９】
前記超薄型ウェハをダイシングする段階が、前記離散コンポーネントが前記ハンドル基板に取り外し可能に取り付けられるように、前記ハンドル基板をダイシングして、ダイシングされたハンドル基板を形成する段階をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記リリース層が感熱性材料及び紫外線感光性材料のうち１つまたは複数を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記離散コンポーネントを前記ハンドル基板から取り外す段階が、前記離散コンポーネントを前記デバイス基板に相互接続するのと少なくとも部分的に同時である、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記離散コンポーネントを前記ハンドル基板から取り外す段階が、前記離散コンポーネントの前記デバイス基板への相互接続に応じたものであるか、または相互接続によって引き起こされる、請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
前記相互接続がさらに、前記離散コンポーネントを前記デバイス基板と相互接続し、前記離散コンポーネントを前記ハンドル基板から取り外すために、熱エネルギーまたはＵＶ光を伝達する段階を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１４】
前記超薄型ウェハを形成するために、ウェハを薄化する段階を含む、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１４年８月５日に出願された米国仮出願第６２／０３３５９５号及び２０１４年１０月７日に出願された米国仮出願第６２／０６０９２８号の利益を主張し、これらはそれぞれ、本明細書に参照により組み込まれている。
【０００２】
本発明は、一般に、組み立てが容易な超小型または超薄型離散コンポーネントの構成に関する。
【背景技術】
【０００３】
既知の組み立てプロセスは、ロボットピックアンドプレースシステムを用いて１つの場所から別の場所への物品の移動を自動化する。
【０００４】
集積回路パッケージングにおいて、ピックアンドプレースが容易な超小型または超薄型離散コンポーネントを構成するための方法が、２０１４年８月５日に出願された米国特許出願第６２／０３３５９５号に開示されているように考慮され、本明細書に参照によりその全体が組み込まれている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一般に、１つの態様において、本方法は、離散コンポーネントをキャリアから取り外す段階と、離散コンポーネントをハンドル基板上に配置する段階と、を含み、離散コンポーネントが、超薄型、超小型、または超薄型かつ超小型の構成を有し、ハンドル基板が、少なくとも５０ミクロンの厚さ及び少なくとも３００ミクロンである少なくとも１つの辺を有する。
【０００６】
実装例は、以下の特徴の１つまたは任意の２つ以上の組み合わせを含みうる。本方法はまた、リリース層をハンドル基板に取り付ける段階をさらに含み、離散コンポーネントがリリース層に取り外し可能に取り付けられうる。リリース層が感熱性材料である。リリース層が紫外線（「ＵＶ」）感光性材料である。リリース層が、第１の層及び第２の層を含む。第１の層がハンドルに取り付けられ、第２の層が、離散コンポーネントの配置のために配向される。第２の層が第１の層に平行である。第２の層がＵＶ感光性である。第２の層が感熱性である。第１の層が永久接着性である。第２の層の感熱性が、熱エネルギーの印加に応じて接着強度の低下を生じさせる。第２の層の感熱性が、熱エネルギーの印加に応じて接着強度の増加を生じさせる。ＵＶ感光性が、ＵＶ光の印加に応じて接着強度の増加を生じさせ、またはＵＶ光の印加に応じて接着強度の低下を生じさせる。本方法は、ハンドル基板上の離散コンポーネントを、デバイス基板に接触するように移設する段階をさらに含む。本方法は、離散コンポーネントをハンドル基板から取り外し、離散コンポーネントをデバイス基板上へ配置する段階をさらに含む。離散コンポーネントをデバイス基板上に配置することが、離散コンポーネントをデバイス基板に接合する段階を含む。離散コンポーネントをハンドルから取り外す段階が、離散コンポーネントをデバイス基板に接合する段階と同時に行われる。離散コンポーネントをハンドルから取り外す段階が、離散コンポーネントをデバイス基板に接合する段階に応じて行われる。離散コンポーネントをハンドルから取り外す段階が、離散コンポーネントをデバイス基板に接合することによって行われる。離散コンポーネントをハンドルから取り外す段階が、離散コンポーネントのデバイス基板への接合の後に完了する。離散コンポーネントが、デバイス基板との接合を介して、ハンドルから取り外される。接合がさらに、離散コンポーネントの基板への接合及び離散コンポーネントのハンドルからの取り外しの両方を行うために、熱エネルギーまたはＵＶ光のエネルギーを伝達する段階を含む。ハンドル基板が、ハンドル基板の離散コンポーネントからの取り外しの間、デバイス基板と接触した状態を維持する。本方法はさらに、ハンドル基板を離散コンポーネントから除去する段階を含む。ハンドル基板を除去する段階が、ブラシ、刃、圧縮空気、真空力、振動、もしくは重力、またはこれらの２つ以上の任意の組み合わせのうち少なくとも１つを印加する段階を含むことができる。ハンドル基板が４９から８０１ミクロン、１００から８００ミクロン及び／または３００から８００ミクロンの厚さを含む。ハンドル基板が、４００ミクロンから６００ミクロンの長さである少なくとも１つの辺を含む。
【０００７】
一般に、１つの態様において、本装置は、超薄型、超小型、または超薄型かつ超小型の構成を有する離散コンポーネントと、離散コンポーネントに取り外し可能に取り付けられたハンドル基板と、を含み、ハンドル及び離散コンポーネントが、離散コンポーネントよりも厚く、幅広い構成を有する。
【０００８】
実装形態は、以下の特徴の１つまたは任意の２つ以上の組み合わせを含みうる。本装置はまた、ハンドル基板に取り付けられたリリース層をさらに含み、離散コンポーネントが、リリース層に取り外し可能に取り付けられる。リリース層が感熱性材料である。リリース層が紫外線感光性材料である。リリース層が、第１の層及び第２の層を含む。リリース層が、ハンドルに取り付けられた第１の層と、離散コンポーネントの配置のために配向された第２の層と、を含む。第２の層が第１の層と平行である。第２の層がＵＶ感光性である。第２の層が感熱性である。第１の層が感受性永久接着性である。第２の層の感熱性が、接着剤の熱パラメータを超える熱に応じて接着強度の低下を生じさせる。第２の層の感熱性が、接着剤の熱パラメータを超える熱に応じて接着強度の増加を生じさせる。ＵＶ感光性が、ＵＶ光の印加に応じて接着強度の増加を生じさせる。ＵＶ感光性が、ＵＶ光の印加に応じて接着強度の低下を生じさせる。ハンドル基板が、４９から８０１ミクロンの厚さを含む。ハンドル基板が、１００から８００ミクロンの長さの少なくとも１つの辺を含む。ハンドル基板が、３００から８００ミクロンの長さの少なくとも１つの辺を含む。ハンドル基板が、４００から６００ミクロンの長さの少なくとも１つの辺を含む。
【０００９】
一般に、１つの態様において、本方法は、超薄型、超小型、または超薄型かつ超小型の離散コンポーネントの表面と、超薄型かつ超小型の離散コンポーネントが取り付けられることとなる基板との間の材料を、材料が超薄型かつ超小型の離散コンポーネントを基板上に保持する状態に変化させるプロセス段階を適用する段階を含む。プロセス段階が、超薄型かつ超小型の離散コンポーネントの反対の表面をピックアンドプレースツールのチャックによって保持されているハンドル上に一時的に保持する材料を、材料がハンドル上の超薄型かつ超小型の離散コンポーネントをこれ以上保持しない状態に同時に変化させる。本方法は、熱エネルギー、ＵＶ光またはその両方を伝達することを含む状態の変化を含む。離散コンポーネントの反対の表面をハンドル基板上に一時的に保持する材料が、第１の層及び第２の層を含むリリース層を含む。離散コンポーネントの反対の表面をハンドル基板上に一時的に保持する材料が、ハンドルに取り付けられた第１の層を含むリリース層及び、離散コンポーネントを一時的に保持する第２の層を含む。リリース層が感熱性材料である。リリース層がＵＶ感光性材料である。第２の層が第１の層と平行である。第１の層が永久接着性であり、第２の層が感熱性である。第２の層の感熱性が、熱エネルギーの印加に応じて接着強度の低下を生じさせる。第２の層の感熱性が、熱エネルギーの印加に応じて接着強度の増加を生じさせる。ＵＶ感光性が、ＵＶ光の印加に応じて接着強度の増加を生じさせる。ＵＶ感光性が、ＵＶ光の印加に応じて接着強度の低下を生じさせる。ハンドルが、４９から８０１ミクロンの厚さを含む。ハンドルが、１００から６００ミクロンの長さの少なくとも１つの辺を含む。ハンドルが、３００から８００ミクロンの長さの少なくとも１つの辺を含む。ハンドルが、４００から６００ミクロンの長さの少なくとも１つの辺を含む。
【００１０】
一般に、１つの態様において、本方法は、超薄型ウェハをハンドル基板上に配置する段階と、離散コンポーネントを超薄型ウェハから取り外す段階と、を含み、離散コンポーネントが、超薄型の構成を有し、ハンドル基板が、少なくとも５０ミクロンの厚さを有する。
【００１１】
実装形態は、以下の特徴の１つまたは任意の２つ以上の組み合わせを含みうる。
【００１２】
本方法はまた、リリース層を、超薄型ウェハがリリース層に取り外し可能に取り付けられるように、ハンドル基板に取り付ける段階をさらに含む。離散コンポーネントを取り外す段階が、超薄型ウェハをダイシングする段階を含む。超薄型ウェハをダイシングする段階が、離散コンポーネントがハンドル基板に取り外し可能に取り付けられるように、ハンドル基板をダイシングして、ダイシングされたハンドル基板を形成する段階をさらに含む。離散コンポーネントが、ダイシングされたハンドル基板の表面を覆うような大きさにされる。リリース層が感熱性材料である。リリース層が紫外線感光性材料である。リリース層が第１及び第２の層を含む。リリース層が、ハンドルに取り付けられた第１の層及び離散コンポーネントの配置のために配向された第２の層を含む。第２の層が第１の層と平行である。第２の層がＵＶ感光性である。第２の層が感熱性である。第１の層が永久接着性である。第２の層の感熱性が、熱エネルギーの印加に応じて接着強度の低下を生じさせる。第２の層の感熱性が、熱エネルギーの印加に応じて接着強度の増加を生じさせる。ＵＶ感光性が、ＵＶ光の印加に応じて接着強度の増加を生じさせる。ＵＶ感光性が、ＵＶ光の印加に応じて接着強度の低下を生じさせる。本方法はまた、ハンドル基板上の離散コンポーネントをデバイス基板に接触させるように移設する段階をさらに含む。本方法はまた、離散コンポーネントをハンドル基板から取り外し、離散コンポーネントをデバイス基板上に配置する段階をさらに含む。離散コンポーネントをデバイス基板上に配置する段階が、離散コンポーネントをデバイス基板に接合する段階を含む。離散コンポーネントをハンドルから取り外す段階が、離散コンポーネントをデバイス基板に接合するのと同時である。離散コンポーネントをハンドルから取り外す段階が、離散コンポーネントのデバイス基板への接合に応じたものである。離散コンポーネントをハンドルから取り外す段階が、離散コンポーネントのデバイス基板への接合によって引き起こされる。離散コンポーネントをハンドルから取り外す段階が、離散コンポーネントをデバイス基板に接合した後に完了する。離散コンポーネントが、デバイス基板との接合を通してハンドルから取り外される。接合がさらに、離散コンポーネントを基板と接合し、離散コンポーネントをハンドルから取り外すために、熱エネルギーまたはＵＶ光を伝達する段階を含む。ハンドル基板が、４９から８０１ミクロンの厚さを含む。ハンドル基板が、ハンドル基板を離散コンポーネントから取り外す際に、デバイス基板と接触した状態を保つ。本方法は、ハンドル基板を離散コンポーネントから除去する段階をさらに含む。ハンドル基板を除去する段階が、ブラシ、刃、圧縮空気、真空力、振動、液体ジェット、静電力、電磁力もしくは重力、またはそれらの２つ以上の任意の組み合わせの少なくとも１つを適用する段階を含むことができる。ハンドルが、１００から６００ミクロンの長さの少なくとも１つの辺を含む。ハンドルが、３００から８００ミクロンの長さの少なくとも１つの辺を含む。ハンドルが、４００から６００ミクロンの長さの少なくとも１つの辺を含む。
【００１３】
一般に、１つの態様において、本装置は、超薄型の構成を有する離散コンポーネントと、離散コンポーネントに取り外し可能に取り付けられたハンドル基板であって、ハンドル及び離散コンポーネントが、離散コンポーネントよりも厚い構成を有する、ハンドル基板と、を含む。
【００１４】
実装形態は、以下の特徴の１つまたは任意の２つ以上の組み合わせを含みうる。本装置はまた、ハンドル基板に取り付けられたリリース層をさらに含み、離散コンポーネントが、リリース層に取り外し可能に取り付けられる。リリース層が感熱性材料である。リリース層がＵＶ感光性材料である。リリース層が第１及び第２の層を含む。リリース層がハンドルに取り付けられた第１の層と、離散コンポーネントの配置のために配向された第２の層と、を含む。第２の層が第１の層と平行である。第２の層がＵＶ感光性である。第２の層が感熱性である。第１の層が感受性永久接着性である。第２の層の感熱性が、接着剤の熱パラメータを超える熱に応じて接着強度の低下を生じさせる。第２の層の感熱性が、接着剤の熱パラメータを超える熱に応じて接着強度の増加を生じさせる。ＵＶ感光性が、ＵＶ光の印加に応じて接着強度の増加を生じさせる。ＵＶ感光性が、ＵＶ光の印加に応じて接着強度の低下を生じさせる。ハンドル基板が４９から８０１ミクロンの厚さを含む。ハンドル基板が１００から８００ミクロンの長さの少なくとも１つの辺を含む。ハンドル基板が３００から８００ミクロンの長さの少なくとも１つの辺を含む。ハンドル基板が４００から６００ミクロンの長さの少なくとも１つの辺を含む。
【００１５】
一般に、１つの態様において、本方法は、超薄型の離散コンポーネントの表面と、超薄型の離散コンポーネントが取り付けられることとなる基板との間の材料に、材料が離散コンポーネントを基板上に保持する状態に変化させるプロセスステップを適用する段階を含む。プロセスステップが同時に、ピックアンドプレースツールのチャックによって保持されることとなるハンドル上に超薄型離散コンポーネントの反対側の表面を一時的に保持する材料を、材料が離散コンポーネントをハンドルに保持しなくなる状態に変化させる。
【００１６】
実装形態は、以下の特徴の１つまたは任意の２つ以上の組み合わせを含みうる。本方法は、熱エネルギー、ＵＶ光またはその両方を伝達することを含む状態を変化させる段階を含む。離散コンポーネントの反対側の表面をハンドル基板上に一時的に保持する材料が、第１の層及び第２の層を含むリリース層を含む。離散コンポーネントの反対側の表面をハンドル基板上に一時的に保持する材料が、ハンドルに取り付けられた第１の層及び離散コンポーネントを一時的に保持する第２の層を含むリリース層を含む。リリース層が感熱性材料である。リリース層がＵＶ感光性材料である。第２の層が第１の層と平行である。第１の層が永久接着性であり、第２の層が感熱性である。第２の層がＵＶ感光性である。第２の層が感熱性である。第２の層の感熱性が、熱エネルギーの印加に応じて接着強度の低下を生じさせる。第２の層の感熱性が、熱エネルギーの印加に応じて接着強度の増加を生じさせる。ＵＶ感光性が、ＵＶ光の印加に応じて接着強度の増加を生じさせる。ＵＶ感光性が、ＵＶ光の印加に応じて接着強度の低下を生じさせる。ハンドル基板が４９から８０１ミクロンの厚さを含む。ハンドルが１００から６００ミクロンの長さの少なくとも１つの辺を含む。ハンドルが３００から８００ミクロンの長さの少なくとも１つの辺を含む。ハンドルが４００から６００ミクロンの長さの少なくとも１つの辺を含む。
【００１７】
一般に、１つの態様において、本方法は、リリース可能層を用いてハンドル基板を離散コンポーネントに取り付ける段階と、ハンドル基板が離散コンポーネントに取り付けられている間に、ツールを用いてハンドル基板を保持し、離散コンポーネントをデバイス基板上の接着層に接触させる段階と、を含む。本方法はまた、リリース可能層に、ハンドル基板を離散コンポーネントから取り外させ、離散コンポーネントに接着層においてデバイス基板に取り付けさせる段階と、ツールをハンドル基板から取り外し、ハンドル基板が、取り外されたリリース可能層を通して離散コンポーネントと接触を保つようにする段階と、を含む。
【００１８】
実装形態は、以下の特徴の１つまたは任意の２つ以上の組み合わせを含みうる。
【００１９】
本方法は、ハンドル基板を離散コンポーネントとの接触状態から除去する段階をさらに含む。ハンドル基板を離散コンポーネントとの接触状態から除去する段階が、ブラシ、刃、圧縮空気、真空力、振動、もしくは重力またはこれらの任意の２つ以上の組合せの少なくとも１つを適用する段階を含む。リリース可能層が感熱性材料である。リリース可能層が紫外線感光性材料である。リリース可能層が第１及び第２の層を含む。リリース可能層が、ハンドルに取り付けられた第１の層及び、離散コンポーネントの配置のために配向された第２の層を含む。第２の層が第１の層と平行である。第２の層がＵＶ感光性である。第２の層が感熱性である。第１の層が永久接着性である。第２の層の感熱性が、熱エネルギーの印加に応じて接着強度の低下を生じさせる。第２の層の感熱性が、熱エネルギーの印加に応じて接着強度の増加を生じさせる。ＵＶ感光性が、ＵＶ光の印加に応じて接着強度の増加を生じさせる。ＵＶ感光性が、ＵＶ光の印加に応じて接着強度の低下を生じさせる。離散コンポーネントをハンドルから取り外す段階が、離散コンポーネントをデバイス基板に取り付ける段階と同時である。離散コンポーネントをハンドルから取り外す段階が、離散コンポーネントをデバイス基板に取り付ける段階に応じたものである。離散コンポーネントをハンドルから取り外す段階が、離散コンポーネントをデバイス基板に取り付けることによって行われる。離散コンポーネントをハンドルから取り外す段階が、離散コンポーネントをデバイス基板に取り付けた後に完了する。離散コンポーネントが、離散コンポーネントをデバイス基板に取り付ける段階を通してハンドルから取り外される。
【００２０】
本明細書において、特に、超小型及び／または超薄型の離散コンポーネント、例えば、集積回路を含み、ハンドル基板に一時的に取り付けられた超小型及び／または超薄型の半導体ダイをパッケージングし、得られたアセンブリが標準的な電子部品パッケージング装置、例えばピックアンドプレースダイボンダー及びその他のチップアセンブリ装置と互換性を有するようにする新規な方法を説明する。特に、説明する本方法及び製品は、比較的単純であり、高価でなく、効率的であり、現在のシステムと互換性を有する。この点において、これらの方法及び製品は、新たな市場を開拓し、低コスト電子部品デバイスを含む技術のための従来の市場を拡大することとなるであろう。
【００２１】
離散コンポーネントという用語は、例えば、製品または電子デバイス、例えば、電子部品、電気機械部品または光電子部品、モジュールまたはシステム、例えば半導体材料の一部に形成された回路を有する任意の半導体材料の一部となる任意のユニットを幅広く含むものとして使用する。
【００２２】
デバイス基板という用語は、例えば、離散コンポーネントを受容し、または離散コンポーネントが取り付けられる任意の対象、例えばより高いレベルのアセンブリ、例えば、製品もしくは電子デバイス、電子部品、電気機械部品もしくは光電子部品、またはシステムを幅広く含むものとして使用する。
【００２３】
ハンドル、ハンドル基板、暫定ハンドル、または暫定ハンドル基板という用語は、例えば、ブランクシリコンウェハ、ガラスもしくはセラミック基板、または剛体ポリマーもしくは複合材料からなる基板などの、離散コンポーネントの厚さを超える厚さを有し、離散コンポーネントをデバイス基板に移設するために一時的に使用するための、及び／または１つまたは複数の離散コンポーネントを支持するために一時的に使用するための任意の剛体基板を幅広く含むものとして使用する。
【００２４】
キャリアまたはキャリア基板という用語は、例えば、１つ以上の離散コンポーネントを含む任意の材料、例えば、１つまたは複数の半導体ダイを含むウェハなどの、製造者によって組み立てられた離散コンポーネントの集合体を幅広く含むものとして使用する。
【００２５】
離散コンポーネントに関して、超薄型という用語は、例えば、一般のピックアンドプレース技術とは互換性のない厚さを有し、例えば、５０μｍ以下の厚さを有する離散コンポーネントを幅広く含むものとして使用する。
【００２６】
離散コンポーネントに関して、超小型という用語は、例えば、一般のピックアンドプレース技術とは互換性のない大きさを有し、例えば、一辺３００μｍ以下の最大長さを有する離散コンポーネントを幅広く含むものとして使用する。
【００２７】
ウェハに関して、超薄型という用語は、例えば、５０μｍ以下の最大厚さを有する半導体ウェハを幅広く含むものとして使用する。
【００２８】
これらの及びその他の態様、特徴、実装形態及び利点は、方法、装置、システム、コンポーネント、手段または機能を実行するためのステップ及びその他の方法並びにこれらの組み合わせとして表すことができる。
【００２９】
これら及びその他の態様、特徴、実装形態及び利点は、以下の説明および特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】超小型及び超薄型の未処理離散コンポーネント及びハンドル基板を含む、ハンドルアセンブリの概略的な側面図である。
【図２】超小型及び超薄型の未処理離散コンポーネント及びハンドル基板を含む、ハンドルアセンブリの概略的な側面図である。
【図３】超薄型の未処理離散コンポーネント及びハンドル基板を含む、ハンドルアセンブリの概略的な側面図である。
【図４】図１のハンドルアセンブリを用いた離散コンポーネントのパッケージングプロセスの一例を示す概略図であり、超小型及び超薄型の未処理離散コンポーネントのアクティブ面が、デバイス基板とは逆向きである。
【図５】離散コンポーネントを取り付ける前のハンドル基板の概略的な側面図である。
【図６】移設アセンブリ及びデバイス基板アセンブリの概略的な側面図である。
【図７】図１のハンドルアセンブリを用いた離散コンポーネントのパッケージングプロセスの別の例を示す概略図であり、超小型及び超薄型の未処理離散コンポーネントのアクティブ面が、デバイス基板とは逆向きである。
【図８】離散コンポーネントを取り付ける前のハンドル基板の概略的な側面図である。
【図９】複数ハンドル基板アセンブリの概略側面図である。
【図１０】図２のハンドルアセンブリを用いた離散コンポーネントのパッケージングプロセスの一例を示す概略図であり、超小型及び超薄型の未処理離散コンポーネントのアクティブ面が、デバイス基板に面している。
【図１１】移設アセンブリ及びデバイス基板アセンブリの概略的な側面図である。
【図１２】離散コンポーネントを取り付ける前のハンドル基板の概略的な側面図である。
【図１３】図３のハンドルアセンブリを用いた離散コンポーネントのパッケージングプロセスの一例を示す概略図であり、超薄型の未処理離散コンポーネントのアクティブ面が、デバイス基板に面している。
【図１４】移設アセンブリ及びデバイス基板アセンブリの概略的な側面図である。
【図１５】図１３の離散コンポーネントのパッケージングプロセスで使用するためのプロセスの一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本明細書において、特に、非常に柔軟な、及び／または小さい（例えば微小な）離散コンポーネントをパッケージするための新たな方法を説明する。そのような柔軟かつ微小な離散コンポーネントは、超薄型及び／または超小型であり、幅広い範囲の応用に有利な柔軟性及び低いコストを提供するが、現在では、例えばピックアンドプレース装置などの、従来のパッケージング技術との互換性がない。特に、本明細書で説明する方法及び製品は、従来のピックアンドプレース装置と組み合わせた、そのような超薄型及び／または超小型の離散コンポーネントの取扱いに最適化される。その点において、これらの方法及び製品は、従来の離散コンポーネント及びピックアンドプレース装置で可能なものよりも高いパッケージングサポート速度を有しつつ、電子部品の製造コストを低減させることができる。
【００３２】
図１に示されるように、ハンドルアセンブリ１００は、離散コンポーネント１０及びハンドル基板１０８を含む。離散コンポーネント１０は、例えば、５０μｍ以下、４０μｍ以下、３０μｍ以下、２５μｍ以下、２０μｍ以下、１０μｍ以下、及び５μｍ以下の最大厚さを有する超薄型に形成され、例えば、一辺３００μｍ以下、一辺２５０μｍ以下、一辺２００μｍ以下、一辺１５０μｍ以下、及び一辺１００μｍ以下の最大長さもしくは幅の寸法を有する超小型に形成され、または、超薄型かつ超小型に形成される。従って、離散コンポーネント１０または同様な大きさの離散コンポーネントをパッケージングすることが全く不可能であれば、離散コンポーネント１０の寸法は、機械的ピックアンドプレースシステムなどの現在の大量生産型集積回路パッケージング技術を、（例えば、物理的限界、高いコスト、非効率性、及び／または低い製造速度に起因して）非効率なものとする。
【００３３】
離散コンポーネント１０はアクティブ面１０２を含み、アクティブ面１０２は集積回路デバイスを含む。アクティブ面１０２はまた、パシベーション層（図示されない）も含みうる。図１において、離散コンポーネント１０は、アクティブ面１０２がハンドル基板１０８に面するように配向される。そのような構成は、離散コンポーネントが、例えばワイヤーボンディングまたはテープ自動化ボンディング（ＴＡＢ）等に通常使用される手段及び材料を使用して、デバイス基板上の他のコンポーネントと電気的に接続されることが予期される場合に有利である。離散コンポーネントの背面は、例えば、共晶合金、はんだ、導電性及び非導電性エポキシなどの接着剤、ポリアミド、及びその他の適切な材料および方法を用いた接合などの取付けのために通常使用される手段及び材料を使用して、デバイス基板に接合される。
【００３４】
前述のように、集積パッキングの方法は、代替的なアクティブ面の配向で離散コンポーネントを代替的に製造することができる。例えば、図２に示されるように、ハンドルアセンブリ２００は、露出され、またはハンドル基板１０８とは逆方向に配向されたアクティブ面１０２を有する離散コンポーネント１０を含むことができる。そのような配向は、離散コンポーネント１０が、例えば図１２に示されるようなデバイス基板上の、例えば導体などのコンポーネントへのフリップチップ組み立てと称される方法を用いて電気的に接続されることが予期される場合に有利である。
【００３５】
いくつかの実装形態において、例えば、ブランクシリコンウェハ、ガラス、セラミックまたはその他の無機もしくは有機物質などのハンドル基板１０８は、離散コンポーネント１０を超えて延設し、従来のピックアンドプレースシステムで利用可能な大きさであるように構成される。いくつかの場合において、１つまたは複数の回路が、大型のハンドル基板上に配置され、各個別のハンドルが、所定の大きさに切断される。一般に、ハンドル基板１０８は、一辺３００μｍ以上、好適には一辺４００から６００μｍの長さを有し、５０μｍを超える厚さ、例えば、５０μｍ超、及び１００から８００μｍの厚さを有することができる。これらの場合において、ピックアンドプレースシステムは離散コンポーネント１０を効率的に移設することができない可能性がある一方で、ピックアンドプレースシステムは、離散コンポーネント１０が十分な大きさで構成されたハンドル基板に取り付けられている限り、離散コンポーネント１０を移設することができることとなる。しかし、この場合、ピックアンドプレースシステムの標準的な配置手段、例えば真空の力がないと、離散コンポーネントのみを解放することはできず、むしろハンドル及び離散コンポーネントの組立体を解放することとなる。しかし、他の利点のなかでも、取付け手段の特性及びそれらの互いに対する、特に離散コンポーネント、ハンドル基板、及びデバイス基板の間の相対的な関係は、ピックアンドプレースシステムがハンドル基板に対する制御を維持しつつ、ハンドル基板から離散コンポーネントを取り外し、それをデバイス基板に取り付けるように選択可能であり、カスタマイズ可能である。
【００３６】
いくつかの実装形態において、離散コンポーネント３０は、ある大きさを有するが、現在のパッケージング技術との互換性を保つには薄すぎるままである可能性がある。これらの場合において、図３に示されるように、ハンドルアセンブリ３００は、離散コンポーネント３０と同様の長さを有するハンドル基板３０８に取り付けられた超薄型の離散コンポーネント３０を含むことができる。この場合、ハンドルアセンブリ３００は、ピックアンドプレースシステムとの互換性を有する程度に十分厚い。第２の表面３０６及び第１の表面３０４を含むリリース層３０５の特性は、一般に、図１及び２を参照して説明されたものと同様である。
【００３７】
いくつかの例において、両面型リリース層１０５は、複数の副層（例えば、第１の層及び第２の層）の複合体である。両面型リリース層１０５及び１つまたは複数の副層（もしあれば）は、１つまたは複数の表面（内面及び外面など）を含むことができる。例えば、再び図１を参照すると、離散コンポーネント１０は、リリース層１０５への取付けを介してハンドル基板１０８に取り外し可能に取り付けられる。両面型リリース層１０５は、離散コンポーネント１０に対して露出した第１の表面１０４及びハンドル基板１０８に対して露出した第２の表面１０６を含む。いくつかの例において、リリース層１０５は、ウェハダイシングまたは薄化のためのウェハ取付けと互換性を有するものとして知られる両面型熱またはＵＶリリーステープである。そのようなテープの場合、第２の表面１０６は感圧性接着剤を含み、第１の表面１０４はＵＶリリース材料または熱リリース材料を含むことができる。半導体材料と互換性のある例示的なリリース材料が知られており、所望の接着特性に基づいて選択可能である。
【００３８】
他の例において、リリース層１０５は単一層であり、第１の表面１０４及び第２の表面１０６は同じ材料である。そのような材料は、例えばＶａｌｔｅｃｈ社のＶａｌｔｒｏｎ（登録商標）熱リリースエポキシシステムまたはＬｏｇｉｔｅｃｈ社のＯＣＯＮ−１９６薄膜接合ワックスなどの一時ウェハ接合のためのスピンオン熱リリース材料を含むことができる。その他の例示的な熱リリース材料は、Ｄｙｎａｔｅｘ社によるＷａｆｅｒＧｒｉｐ接着剤フィルムなどのエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）共重合膜を含む。その他の例示的な材料は、ＵＶ光エネルギーに露光されたときにその化学構造を容易に変化させる光官能基を有するポリマーなどのＵＶリリース接着剤を含む。
【００３９】
いくつかの場合には、リリース層１０５と離散コンポーネント１０との間及びリリース層１０５とハンドル基板１０８との間の接合強度は、例えば、離散コンポーネント１０が第１の表面１０４に取り付けられる場合にはその取付けの強度が第２の表面１０６とハンドル基板１０８との間の接合強度よりも弱くなるように、それぞれ選択される。離散コンポーネント１０と第１の表面１０４との間の接合強度はまた、後述のように離散コンポーネント１０とデバイス基板との間の接合強度よりも弱くなるように選択することも可能である。例えば、いくつかの場合では、リリース層１０５は、後述のように離散コンポーネント１０とデバイス基板とを接合するのに必要な温度よりも低い融点を有する材料であってもよい。その例は、ワックスまたはそれに類似の材料を含む。
【００４０】
他の例において、リリース層１０５は、第１の表面１０４の接着機構が第２の表面１０６の取付け機構に対して独立に制御可能であるように選択される。この構成によって、ハンドル基板１０８からリリース層１０５を必ずしも取り外すことなく、確実に離散コンポーネント１０をハンドル基板１０８から選択的に取り外すことが可能となる。
【００４１】
換言すれば、例えば、リリース層１０５は、代替的にまたは追加的に、感圧接着層及び感熱接着層を含む（Ｎｉｔｔｏ社（登録商標）のＲＥＶＡＬＰＨＡ（登録商標）２重コート熱リリーステープなど）二重コート熱リリーステープを含むことができる。いくつかの場合では、第１の表面１０４は熱リリース接着層を含むことができる一方で、第２の表面１０６は感圧性接着剤を含むことができる。少なくとも熱エネルギーの印加によって、超薄型かつ超小型の離散コンポーネント１０とリリース層１０５との間の接合強度は層１０６とハンドル基板１０８との間の接合強度と比較して弱くなりうる。そのため、超薄型かつ超小型の離散コンポーネント１０に対してハンドル基板から離すように印加される力、例えば、ハンドル基板から離すような引張及び／または剪断力が、リリース層１０５を取り外すことなく、超薄型かつ超小型の離散コンポーネント１０をハンドル１０８から自由に取り外すことが可能になり、リリース層１０５はハンドル１０８に取り付けられたままとなる。
【００４２】
離散コンポーネント１０とハンドル基板１０８との間の取付け手段を一般的に接着テープとして説明したが、他の構成も可能である。例えば、真空または静電力を、この取付けを一時的に形成するために使用することができる。リリース層１０５と同様に、取付け手段及び接合強度などの特性は、離散コンポーネントが基板と接合されている場合、離散コンポーネントと基板との間の接合強度が、離散コンポーネントとハンドルとの間の接合強度よりも大きいように選択可能である。
【００４３】
図４に示されるように、超小型かつ超薄型の離散コンポーネントをパッケージングするためのプロセス４００は、一般的に、離散コンポーネント製造（４０２）と、ウェハ準備（４０４から４１２）と、離散コンポーネントの移設（４１４）と、ハンドル基板の取付け及びダイシング（４１６）と、取り付け場所の準備（４１８）と、離散コンポーネントの接合（４２０）と、を含むことができる。
【００４４】
一般に、多数の離散コンポーネントを保持するウェハは、半導体材料、例えばバルクシリコン基板または層状シリコン−絶縁体−シリコン基板（４０２）に対する薄膜法などの既知の半導体技術を用いて製造可能である。
【００４５】
ウェハは、既知の半導体技術を用いて、部分ダイシング（４０４）を行うことができる。例えば、離散コンポーネントはドライまたはウェットエッチングによって、機械的ソーイング（図４に示されるように）によって、またはレーザー微細加工によって、部分的に分離可能である。ウェハ表面は、マスキング膜及び／またはパシベーション層によって、損傷から保護可能である。例えば、フォトレジスト、ポリマー、ＵＶ硬化型ポリイミド、ラミネーティングフィルム、または別の適切な材料の層を適用し、フォトリソグラフィまたはステンシル／スクリーン印刷の方法を用いてパターニング可能である。
【００４６】
マスキングフィルムは、周知の半導体技術及び材料に従って、例えばフォトレジストを適用することによって、ウェハに対して形成可能である。マスキングフィルム材料の厚さ及び組成は、ウェハ製造から下流側で予想される処理段階を考慮して選択される。例えば、マスキングフィルムの厚さ及び組成は、マスキングフィルムが、例えば切断線が開いた後に、（後述のように）エッチングプロセス（４１０）において除去されるように選択される。
【００４７】
ウェハ切断線における除去された材料の深さは、予想される取り付けプロセス及び、組み立てられた離散コンポーネントの望ましい最終厚さに基づいて選択可能である。例えば、図１に示されるようにハンドルアセンブリ１００を形成するのに使用される離散コンポーネントを表向きにするプロセスにおいて、ウェハ切断線の深さは、離散コンポーネントの望ましい最終的な厚さよりも小さく、好適には１μｍよりも大きく離散コンポーネントの最終的な厚さの１／２未満である。切断線の幅は、例えば、ダイシング法の正確さ及び精度を考慮して、ダイシング法に基づいて選択可能である。
【００４８】
いくつかの実装形態において、離散コンポーネントのデバイス基板への移設は、以下のような段階を含むことができる。
【００４９】
一般に、超薄型の離散コンポーネントを形成する段階は、最初に、薄いウェハ、例えば５０μｍ以下、４０μｍ以下、３０μｍ以下、２０μｍ以下、１０μｍ以下、及び５μｍ以下の厚さを有する薄いウェハを形成する段階（４０６から４０８）を含む。既知の半導体薄化技術、例えば機械研削、化学機械研磨（ＣＭＰ）、ウェットエッチング、大気下降プラズマエッチング（ＡＤＰ）、ドライ化学エッチング（ＤＣＥ）、気相エッチング、またはそれらの任意の組み合わせ、例えば機械研削後に化学機械研磨を行うなどの技術を用いて、ウェハの厚さを離散コンポーネントの望ましい最終寸法に基づいて低減可能であり、または薄化可能である。
【００５０】
いくつかの例において、ウェハは、裏面研削などの機械研削技術を用いて約５０μｍの厚さまで薄化可能である。しかし、一般的に、ウェハの厚さが低下すると、薄いウェハの脆性のために、ウェハは機械研削による損傷の恐れが大きくなる。ウェハに損傷を与える危険性を低減するために、非接触材料除去プロセスを、従来の機械研削プロセスによって達成可能なものよりもウェハの厚さを低減させるために使用可能である。例えば、２０μｍ以下のウェハの厚さを達成するために、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、気相エッチングまたは他の任意の適切なプロセスなどの既知の非接触材料除去プロセスを、薄いウェハを製造するために使用することができる。
【００５１】
２０μｍ以下までのウェハの薄化は、単に機械背面研削を行い、次いでプロプライエタリ３Ｍ  Ｗａｆｅｒ  Ｓｕｐｐｏｒｔ  Ｓｙｓｔｅｍ（登録商標）を用いて研磨することによって達成可能である。この場合、非接触材料除去プロセスによる追加的な薄化は必要ではない。
【００５２】
ウェハ薄化に先立って、またウェハ薄化において、ウェハは一時ハンドル基板に取り付けることができる（４０６から４０８）。一時ハンドル基板は、ウェハに取り外し可能に接着され、ウェハに損傷を与えることなく取り外し可能である。例えば、一時ハンドル基板は、熱リリーステープ（例えば、Ｎｉｔｔｏ社のＥＬＥＰ  Ｈｏｌｄｅｒ（登録商標））などの半導体テープ、もしくは紫外線リリーステープを含むことができ、または真空の力、静電力またはその他の薄いウェハを取り扱う適切な手段を用いてウェハに取り外し可能に接続するように構成されたウェハハンドリング固定具を含むことができる。熱リリーステープまたは紫外線リリーステープは、テープがウェハに接着するように、しかしそれぞれ熱またはＵＶのいずれかの印加によって取り外し可能である。いくつかの場合には、一時ハンドル基板は、レーザー透過暫定ハンドル、例えば参照により全体が本明細書に組み込まれた国際公開第２０１２／０３３１４７号に開示されたダイナミックリリース層（ＤＲＬと呼ぶ）を用いたガラス暫定ハンドルとすることができる（４１０から４１２）。
【００５３】
前述のように、離散コンポーネントは、ウェハから、例えばウェハ内に形成された切断線に沿って、半導体材料の一部を分離することによって形成される。図４に示されるように、個別の離散コンポーネントは、ドライエッチング技術を用いてウェハから取り外し可能であり、例えば、ＲＩＥが用いられる（４１０から４１２）。前述のように、パラメータ及びプラズマガスの組成は、切断線内のシリコンがその他任意のマスク材料のエッチングまたは除去（４１２）前に完全にエッチングされまたは除去される（４１０）ように選択される。例えば、フォトレジスト材料及び厚さは、ＲＩＥが使用される場合、プロセスパラメータ及びプラズマガスの組成に応じて選択可能である。この場合には、パラメータ及びプラズマガスの組成は、切断線内のシリコンが、その他任意のマスク材料をエッチングしまたは除去する前に、完全にエッチングまたは除去されるように選択される。いくつかの場合には、プロセスパラメータは、プラズマガスとしてＳＦ６及びＯ２の１：１混合ガス、１３から１４Ｐａの圧力、１３５Ｗの出力、及び１５０ＶのＤＣバイアスを含む。この例において、切断線が開いた後、エッチングはマスキング層が離散コンポーネントの表面から完全に除去されるまで続けられる。
【００５４】
ハンドル基板から個別の離散コンポーネントを除去する段階は、使用されるハンドル基板材料及び／または接着剤に依存することとなる。前述のように、離散コンポーネントは、例えば、ＤＲＬ層を用いてガラス暫定ハンドルに取り付けられる。この場合には、離散コンポーネントは、超薄型の離散コンポーネントと接触することなく、レーザー移設方法（４１４）を用いてＤＲＬから取り外すことができる。超薄型離散コンポーネントを取り扱うことができるその他の方法も、離散コンポーネントをハンドル基板に移設するために使用することができる。
【００５５】
図４及び５を参照すると、離散コンポーネントは、ＤＲＬ層から取り外すことができ、国際公開第２０１２／１４２１７７号に開示された超薄型チップアセンブリのためのレーザー非接触技術（４１４）（ＳＬＡＤＴと呼ぶ）を用いることによって、ハンドル基板に取り付けることができ、国際公開第２０１２／１４２１７７号は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている。各離散コンポーネント１０間の距離５０２は、ウェハダイシングツールの能力、例えば切断部及び精度、超小型かつ超薄型の離散コンポーネント１０の寸法、及びハンドル１０８の寸法に基づいて選択可能である。適切なウェハダイシングツール及び／または方法は、ソーイング、レーザー切断、スクライビング、ステルスダイシング及びその他の既知の適切な方法を含む。いくつかの例において、距離５０２は５０μｍよりも大きく、例えば、５０μｍから２００μｍを含み、５０μｍから２００μｍの間である。個別のハンドルアセンブリ、例えばハンドルアセンブリ１００の形成に先立って、例えば、１つまたは複数の離散コンポーネント１０が、大型ハンドル基板１０８ａ上に解放され、大型ハンドルアセンブリ５００を形成する。いくつかの場合において、大型ハンドルアセンブリはガラス暫定ハンドルの下に配置され、離散コンポーネントが取り外されると、各離散コンポーネントはリリース層１０５ａに向かって矢印５０４によっておおよそ示された方向に移動し、リリース層１０５ａは、例えばラミネーションまたはスピンコーティングなどの任意の適切なプロセスを用いて、ハンドル基板１０８ａ上に予め塗布されている。ハンドル基板１０８ａ、第２の表面１０６ａ及び第１の表面１０４ａを含むリリース層１０５ａの特性は、ハンドル基板１０８ａ及び関連するリリース層１０５ａの大きさが大きくなったことを除いて、一般に、ハンドルアセンブリ１００を参照して説明されたものと同様である。
【００５６】
そのように、いくつかの実装形態において、第２の表面１０６ａは、リリース層１０５ａのハンドル基板１０８ａへの取付けのために感圧性接着剤を含み、第１の表面１０４ａは、熱リリース表面またはＵＶリリース表面、例えば、離散コンポーネント１０をリリース層１０５ａに取り付けるための熱リリース層またはＵＶリリース層を含む。そのため、離散コンポーネントがリリース層１０５ａに接触すると、離散コンポーネントは、例えば、熱またはＵＶ光の印加まで、ハンドル基板１０８ａに取り外し可能に取り付けられる。
【００５７】
他の例において、リリース層１０５ａは、第１の表面１０４ａ及び第２の表面１０６ａが、同じ材料、例えば熱リリース接着剤またはＵＶリリース接着剤であるような、単一の層である。
【００５８】
そのほかのところで説明したように、本明細書において説明された方法は、超薄型及び／または超小型の未処理離散コンポーネントを、印刷回路基板、プラスチックケーシング、セラミック基板、フレキシブル回路、またはその他のデバイス基板などの、集積回路パッケージングにおいて使用される任意のデバイス基板に取り付けるために使用される。離散コンポーネントをデバイス基板、例えばデバイス基板６０４に取り付ける前に、離散コンポーネントのための取付け手段が提供可能である。例えば、図４に示されるように、熱硬化非導電性離散コンポーネント取付け材料（Ｈｅｎｋｅｌ社のＡｂｌｅｂｏｎｄ  ８００８ＮＣなど）を、離散コンポーネントをデバイス基板６０４に取り付けるための接着表面６０８を形成するために供給可能である（４１８）。
【００５９】
図４から６を参照すると、デバイス基板への移設６００は、例えば、離散コンポーネント接合ツール６０２と、ハンドルアセンブリ１００と、デバイス基板６０４と、を含むことができる。いくつかの実装形態において、離散コンポーネント接合ツール６０２は、ハンドル基板アセンブリ１００のハンドル基板１０８に取り付ける。離散コンポーネント接合ツール６０２は、デバイス基板の方へ移動し、離散コンポーネント１０を、デバイス基板６０４の取付け表面６０８に直接配置する。離散コンポーネント接合ツール６０２は、次いで、ハンドルアセンブリ１００をデバイス基板の方へ、例えば、矢印６１０によって一般に示される方向に、離散コンポーネント１０が接着表面６０８に接触するまで移動させる。一度接触すると、離散コンポーネント接合ツールは、接着表面６０８上の接着剤を硬化することができる力及び温度のプロファイルを印加する。離散コンポーネント１０は熱リリース層を通してハンドル基板アセンブリに取り付けられているので、接着表面６０８上の接着剤に伝達された温度プロファイルは、離散コンポーネント１０とハンドル基板１０８との間の接着を速やかに、または同時に弱める。ハンドル基板１０８と離散コンポーネント１０との間に残った接合強度はいずれも、離散コンポーネント１０とデバイス基板６０４との間の接合強度を超えるには不十分である。結果的に、離散コンポーネント接合ツール６０及びハンドル基板がデバイス基板から取り除かれると、離散コンポーネント１０はデバイス表面に取り付けられた状態で残る。続いて、ハンドル基板は、廃棄のために、異なる位置で、離散コンポーネント接合ツールを通して正の圧力を印加することによって、離散コンポーネント接合ツールから取り外すことができる。
【００６０】
ハンドル基板が熱リリース層ではなくＵＶリリース可能層（１０４）を含む場合、移設手段、例えば離散コンポーネント接合ツール６０２は、容易にデバイスにＵＶ光を放射できるようにすることができる。熱リリース離散コンポーネント接合ツールのように、ＵＶリリース離散コンポーネント接合ツールは、離散コンポーネントをハンドルから取り外すのに十分な強度を有するＵＶ光を放出することができる。この場合には、離散コンポーネントをデバイス表面に接合するために、追加的な熱源が必要になる。そのような熱源は、デバイス基板を保持するワークテーブルと一体化することができる。
【００６１】
特定の実装形態において、離散コンポーネントは、ＵＶリリース可能層によってハンドル基板に接合可能である一方で、デバイス基板上の接着剤は、ＵＶ硬化接着材料とすることができる。この場合には、選択された接着剤に基づいて十分な強度のＵＶ光を放出することで、離散コンポーネントとハンドル基板との間の接合を弱めることができ、離散コンポーネントをデバイス基板上の接着剤に接合することができる。
【００６２】
いくつかの例において、様々な組合せの感熱性またはＵＶ感光性接着剤が、離散コンポーネントとハンドル基板との間の接合を弱める一方で、離散コンポーネントとデバイス基板との間の接合を強化するように使用される。
【００６３】
いくつかの場合には、熱またはＵＶ光はまた、または代替的に、デバイス基板を通して、デバイス基板上の接着剤を硬化するために印加される。
【００６４】
いくつかの実装形態において、離散コンポーネントのデバイス基板への移設は、以下の段階を含むことができる。
【００６５】
図７に示されるように、超小型及び／または超薄型の離散コンポーネントを、上向きの構成でパッケージングするためのプロセス７００は、ウェハを得る段階または製造する段階（７０２）と、ウェハを部分ダイシングする段階（７０４）と、ウェハを薄化する段階（７０６）と、離散コンポーネントをウェハから分離する段階（７０８）と、離散コンポーネントをウェハから暫定ハンドル基板に移設する段階（７１０）と、離散コンポーネントを暫定ハンドル基板からハンドル基板に移設する段階（７１２）と、離散コンポーネントをハンドル基板に接合しつつ、暫定ハンドル基板と離散コンポーネントとの間の接合を弱める段階（７１２）と、ハンドル基板を、それぞれ離散コンポーネントを含む複数の個別のハンドル基板に分割する段階（７１４）と、デバイス基板を離散コンポーネントとの取付けのために準備する段階（７１６）と、離散コンポーネント接合ツールを用いてハンドルアセンブリを拾い上げ、ハンドルアセンブリをデバイス基板の上方に配置し、離散コンポーネントをデバイス基板上の取付け接着剤と位置合わせする段階（７１８）と、離散コンポーネントを、デバイス基板上の取付け接着剤と接触させるように移動させる段階（７１８）と、離散コンポーネントとハンドル基板との間の接着力を弱める一方で、離散コンポーネントとデバイス基板との間の接着力を強めるように、エネルギーを放出する段階（７１８）と、離散コンポーネント接合ツールをデバイス基板から除去し、離散コンポーネントはデバイス基板に接合されたままとする段階（７１８）と、ハンドル基板を離散コンポーネント接合ツールから取り外す段階（７１８）と、を一般に含むことができる。
【００６６】
一般に、多数の離散コンポーネントを保持するウェハは、半導体材料上、例えばバルクシリコン上または層状シリコン−絶縁体−シリコン基板（７０２）上における薄膜法などの既知の半導体技術を用いて製造可能である。
【００６７】
ダイシング（７０４）において、ウェハに、既知の半導体技術を用いて部分ダイシングを行うことができる。例えば、離散コンポーネントは、ドライまたはウェットエッチングによって、機械的ソーイングによって（図７に示されるように）、またはレーザー切断によって、部分的に分離することができる。特定の場合には、ウェハは、最終的な離散コンポーネントの厚さと等しいか、またはわずかに大きい切断線深さを形成するようにダイシングされる。
【００６８】
いくつかの実装形態において、ウェハの薄化、離散コンポーネントの分離は、マスキングフィルムに関しての議論を除いて、プロセス４００を参照して説明されたウェハ薄化及び離散コンポーネントの分離とほぼ同様である。例えば、プロセス７００は、マスキングフィルムを省略し、ドライエッチング（７０８）が、切断線が貫通するまで単純に実行される。
【００６９】
離散コンポーネントをウェハ（７１０）から移設するプロセスは、プロセス４００を参照して説明されたプロセスとほぼ同様であるが、ここでは、離散コンポーネントはまず方向８１２に沿って暫定基板ハンドル８０８に移設され、各離散コンポーネント１０は、距離８０２だけ分離される。図８を参照すると、大型ハンドルアセンブリ８００は、アクティブ離散コンポーネント面１０２の位置及びリリース層８０５の種類を除いて、大型ハンドルアセンブリ５００とほぼ同様である。ここで、アクティブ離散コンポーネント面は、暫定基板８０８とは逆向きに配向される。さらに、テープがある温度にさらされたときに、テープが接着特性を失うように、暫定基板８０８は低温接着熱リリーステープで覆われる。例えば、Ｎｉｔｔｏ社（登録商標）のＲＥＶＡＬＰＨＡ  ３３１９Ｙ−４Ｌは、リリース温度が９０℃である。
【００７０】
図９を参照すると、離散コンポーネントを暫定ハンドル基板８０８からハンドル基板１０８に移設するために、暫定ハンドル基板８０８は、ハンドル基板１０８の上方に配置され、またはハンドル基板１０８の上に積み重ねられる。この場合には、ハンドル基板１０８は、暫定ハンドル基板のリリース温度より高いリリース温度で感熱性を有する層１０４を含むリリース層１０５、例えば、１５０℃のリリース温度を有するＮｉｔｔｏ社（登録商標）のＲＥＶＡＬＰＨＡ  ３１９Ｙ  ４Ｈを含む。離散コンポーネントと暫定ハンドル基板との間の接合を弱めるために、積層体は、低温テープのリリース温度よりは高いが高温テープのリリース温度よりは低い温度まで加熱される。この条件により、暫定ハンドル基板８０８は接着力を失うこととなる。このように、暫定ハンドル基板は自由に取り外しが可能である。いくつかの場合には、暫定基板アセンブリも再使用可能である。
【００７１】
デバイス基板を準備する段階（７１６）及び離散コンポーネントをデバイス基板に移設する段階（７１８）を含む離散コンポーネントパッケージングプロセスは、図４に関して説明された離散コンポーネントパッケージングプロセスとほぼ同様である。
【００７２】
図１０に示されるように、超小型かつ超薄型の離散コンポーネントをフリップチップ構成でパッケージングするプロセス１０００は、ウェハを得るまたは製造する段階（１００２）と、ウェハを部分的にダイシングする段階（１００４）と、ウェハを薄化する段階（１００６）と、離散コンポーネントをウェハから分離する段階（１００８）と、離散コンポーネントをハンドル基板に移設する段階（１０１０）と、ハンドル基板を、それぞれ離散コンポーネントを含む複数の個別のハンドル基板に分割する段階（１０１２）と、デバイス基板を、離散コンポーネントを取り付けるために準備する段階（１０１４）と、ハンドルアセンブリを、離散コンポーネント接合ツールを用いて拾い上げ、ハンドルアセンブリを、デバイス基板の上方に配置して離散コンポーネントをデバイス基板上の取付け接着剤と整列させる段階（１０１６）と、離散コンポーネントを、デバイス基板上の取付け接着剤に接触させるように移動させる段階（１０１６）と、離散コンポーネントとハンドル基板との間の接合を弱める一方で、離散コンポーネントとデバイス基板との間の接合を強めるように、エネルギーを放出する段階（１０１６）と、離散コンポーネント接合ツールをデバイス基板から除去し、離散コンポーネントをデバイス基板に接合されたままにし、ハンドル基板を離散コンポーネント接合ツールから除去する段階（１０１６）を、一般に含むことができる。
【００７３】
一般に、フリップチップ構成によって必要とされるような、バンプ接続された離散コンポーネントを有するウェハは、一般に知られている。ウェハバンプのための一般的な方法は、スタッドバンプ、ニッケル−金無電解めっき、はんだボール、はんだペースト印刷、はんだ電鋳などを含む。低背ニッケル−金無電解めっきを有する初期ウェハは本明細書で説明されたプロセスと互換性があり、バンプの生成は、離散コンポーネントをガラス基板から移設する段階（１０１０）の後、離散コンポーネントをハンドル基板に配置する段階（１０１２）の前にすることができる。
【００７４】
ウェハダイシングプロセス（１００４）、ウェハ薄化プロセス（１００６）、離散コンポーネントの分離（１００８）、離散コンポーネントの移設（１００８）、個別のハンドル基板の形成（１０１２）、及び離散コンポーネントの接合（１０１６）は、前述の他の方法とほぼ同様である。例えば、離散コンポーネント１０は、図５及び１１に示されるように、同じ方法で、離散コンポーネント１０上のアクティブ面の配向に関して、ハンドル基板１０８上に配置される。ここで、離散コンポーネント１０のそれぞれは、距離１２０２だけ離隔され、方向１２０４に沿って移動する。
【００７５】
図１０から１２を参照すると、離散コンポーネント１０は、導電材料１１０６及び接着材料１１０８を用いて、デバイス基板６０８に取り付けられる。
【００７６】
接着剤の種類及び適用方法は、離散コンポーネントをデバイス基板の導電体配線に電気的に接続するために選択される方法に依存する。例えば、液体状の導電接着剤（例えば、異方性導電性接着剤、ＡＣＰ、例えば、Ｃｒｅａｔｉｖｅ  Ｍａｒｉａｌｓ社の１１５−２９型）や、その他の通常使用される方法及び材料、例えば、異方性導電性フィルム及びペースト、等方性導電性フィルム及びペースト、並びにはんだを用いることができる。離散コンポーネントの接合は、ハンドルアセンブリを離散コンポーネント接合ツールを用いて拾い上げ、ハンドルアセンブリをデバイス基板の上方に配置し、離散コンポーネントをデバイス基板上の取付け接着剤と整列させる段階（１０１６）と、離散コンポーネントをデバイス基板上の取付け接着剤と接触させるように移動させる段階（１０１６）と、離散コンポーネントとハンドル基板との間の接合が弱められ、離散コンポーネントとデバイス基板との間の接合が強められるようにエネルギーを放出する段階（１０１６）と、離散コンポーネント接合ツールをデバイス基板から除去し、離散コンポーネントがデバイス基板に接合されたままにし、ハンドル基板を離散コンポーネント接合ツール（１０１６）から除去する段階（１０１６）と、を一般に含む。
【００７７】
特定の実装形態において、ＡＣＰ接合以外の接合法が使用される場合、新しい材料に適合させるための、その場所の準備機構及び／またはプロセス（１０１４）をカスタム化することが望ましい。
【００７８】
図１３に示されるように、超薄型の離散コンポーネントをフリップチップ構成でパッケージングするためのプロセス１３００は、ウェハを得るまたは製造する段階（１３０２）と、ウェハを機械的薄化プロセスまたは機械的薄化プロセスに続いて非接触薄化プロセスを用いてウェハを薄化する段階（１３０４）と、超薄型のウェハをハンドル基板に載置する段階（１３０６）と、離散コンポーネントをウェハから分離する段階（１３０８）と、デバイス基板を離散コンポーネントと取り付けるために準備する段階（１３１０）と、ハンドルアセンブリを離散コンポーネント接合ツールを用いて拾い上げ、また図１４に示すように、ハンドルアセンブリをデバイス基板の上方に配置し、離散コンポーネントをデバイス基板６０８上の取付け接着剤と整列させ、離散コンポーネントをデバイス基板６０８上の取付け接着剤６０４と接触させるように移動させ、離散コンポーネントとハンドル基板との間の接合を弱め、離散コンポーネントとデバイス基板との間の接合を強めるようにエネルギーを放出する段階（１３１２）と、離散コンポーネント接合ツールをデバイス基板から取り除き、離散コンポーネントがデバイス基板に接合されたままにし、ハンドル基板を離散コンポーネント接合ツールから除去する段階（１３１２）と、を一般に含むことができる。
【００７９】
他のフリップチップ構成と同様に、離散コンポーネントは、導電性材料６０４を用いてデバイス基板６０８に取り付けられる。
【００８０】
一般に、ウェハの形成段階（１３０２）及び接触または非接触材料除去プロセスによるウェハ薄化段階（１３０４）は、他で説明したプロセスとほぼ同様である。しかし、個別の離散コンポーネントの単体化及びハンドル基板の大きさの決定段階（１３０８）は、ある場合には合理化される。例えば、第２の表面３０６及び第１の表面３０４を含むリリース層３０５は、超薄型のウェハの背面にさらされた熱またはＵＶリリース層及びハンドル基板に取り付けられた感圧層を有してハンドル基板に沿って適用される（１３０６）。この場合には、ハンドル基板３０８の長さ及び幅は、超薄型の離散コンポーネント３０の寸法と等しくすることができる。そのように、ハンドル基板及びウェハは、同時にダイシングして、個別のハンドルアセンブリ３００にすることができる（１３０８）。
【００８１】
図１５に示されるように、離散コンポーネントをパッケージングするプロセスは、前述のように、離散コンポーネント１５０１をデバイス基板１５０２に取り付けるためのプロセス１５００に示されたものとして改良可能である。例えば、デバイス基板１５０２はまず、所定の量の接着剤１５０５を分注チューブ１５０７を通してデバイス基板の表面１５０９（導体１５１１を含む）であって、離散位置が取り付けられることとなるデバイス基板１５０２の場所１５１５に分注することによって、離散コンポーネント１５０１に取り付けるために準備される（１３１０）。
【００８２】
次いで、プロセス１５００は、（離散コンポーネント１５０１、ハンドル基板１０８、及びリリース層１０５を含む）ハンドルアセンブリ１５５２を、離散コンポーネント移設ツール１５０８の真空チューブ１５１６を通して真空１５１３を適用することによって拾い上げる段階（１５０２）を一般に含むことができる。次いで、ハンドルアセンブリとともに、移設ツールは、図１３及び１４にも示されるように、デバイス基板の位置１５１５の上方に配置され（１５０２）、離散コンポーネントをデバイス基板１５０２の取付け接着剤と整列させる（図６の６０４）。次いで、離散コンポーネントはデバイス基板１５０２上の取付け接着剤１５０５と接触するように移動される（図６の６０８）。
【００８３】
離散コンポーネントがデバイス基板１５０２上の取付け接着剤１５０５（このとき何らかの液体状態であってもよく、そうでなくてもよい）と接触（図６の６０８）した後、移設ツール１５０８をハンドルから取り外すために真空チューブ内の真空を破ることができ、移設ツールを取り去ることができる。次いで、別個の離散コンポーネント接合ツール１５１０を、離散コンポーネントと接触するように移動してもよい。例えば、圧力１５５０や、熱もしくはＵＶエネルギーまたはその両方などのエネルギー１５５１を、離散コンポーネント１５０１、ハンドル基板１０８及びリリース層１０５に、接合ツール１５１０の接触表面１５１９を介してハンドルに、またハンドルを介して接合１５２１に、接合を介して離散コンポーネント１５０１に、及び離散コンポーネント１５０１を介してデバイス基板との接合１５２３に、印加することができる（１５１７）。圧力もしくはエネルギーまたはその両方は、同時にまたは順に、離散コンポーネントとハンドル基板との間の接合１５２１を弱め、離散コンポーネントとデバイス基板との間の接合１５２３を強めることができる（１５０４）。圧力が印加されると、圧力は、同時に接合１５２１を弱め、接合１５２３を強めるように働くことができる。エネルギーが印加されている場合、いくつかの場合には、接合１５２３の強化が開始されもしくは完了する前に接合１５２１を弱めることが開始され、もしくは完了し、または弱めること及び強めることが順に起こるように、エネルギーはシステムの連続した要素を通って流れなければならない。
【００８４】
いくつかの場合には、接合１５２１が、ハンドルと離散コンポーネント１５０１との間に形成される前に、離散コンポーネント１５０１とデバイス基板１５０２との間の接合１５２３が形成され、または、接合１５２３及び接合１５２１の形成が、時間的に完全に重複して同時に生じることができ、または、形成が部分的に重複し、接合１５２３もしくは接合１５２１のいずれかが、重複期間よりも早くもしくは遅く、部分的に生じることができるように、リリース層１０５及び取付け接着剤が選択される。接合１５２３または接合１５２１のいずれかの形成は、材料、例えばワックス材の硬化または軟化を含むことができる。例えば、いくつかの場合には、リリース層１０５、取付け接着剤１５０５またはリリース層１０５及び取付け接着剤１５０５の両方が、エネルギーの印加に応じて軟化または硬化する１つまたは複数の材料を含んでもよい。この場合には、接合１５２３の軟化は、接合１５２１の硬化または接合１５２３の軟化が生じ得る前であって、接合１５２１の硬化後に生じることができ、または２つの事象が時間的に完全に重複して同時に生じることができ、またはこれらが重複しうるが、一方もしくは他方が、重複期間よりも早くもしくは遅く部分的に生じうる。
【００８５】
適切な程度まで進行した後に弱められ、強められると、離散コンポーネント接合ツール１５１０は、ハンドルアセンブリ（離散コンポーネント１５０１、ハンドル基板１０８、及びリリース層１０５を含む）を離散コンポーネントと接触したままにして取り除かれてもよく、離散コンポーネントはデバイス基板１５０２に接合される。（ボンド１５２３が弱められているため）離散コンポーネントには接合されないが、ハンドルは、例えば重力、表面吸着力、もしくは剥離プロセス後に残る残留接着力、またはこれらの力の２つ以上の組み合わせによって、離散コンポーネントと接触したままである。次いで、ハンドル基板は、重力がハンドルを離散コンポーネントから分離させるようにデバイス基板を再配向させる任意の様々な分離技術、例えばブラッシング、圧縮空気、真空、振動、液体ジェット、静電力、電磁力、またはこれらの２つ以上の任意の組み合わせを用いて、離散コンポーネントから除去されうる（１５０６）。一般に、ハンドル基板を離散コンポーネントから、離散コンポーネント及び／またはハンドル基板が損傷しないように分離するために、様々な分離技術、例えば力、エネルギーの印加、接触、及びこれらの２つ以上の任意の組み合わせなどの技術が考えられる。
【００８６】
いくつかの例において、離散移設ツール１５０８は、図６における離散コンポーネント移設ツール６０２の使用と同様に、真空力をハンドルアセンブリに印加するように構成されてもよい。いくつかの例において、離散移設ツール１５０８は、図６における離散コンポーネント移設ツール６０２の使用と同様に、圧力、熱もしくはＵＶ光、またはこれらの組み合わせをハンドルアセンブリに印加するように構成されてもよい。
【００８７】
図１５は１つのハンドルアセンブリの除去を示しているが、単一または複数の同じ分離技術が、同時に２つ以上のハンドルアセンブリを除去するために使用されてもよい。例えば、複数のハンドル基板が、互いに近接して配置され、ブラシ、刃、圧縮空気の印加、真空の印加、もしくは振動力の印加、またはこれらの２つ以上の任意の組み合わせが、２つ以上のハンドルアセンブリを対応する離散コンポーネントから除去しうるように、互いに近接して配置されてもよい。
【００８８】
図１５は図１３の離散コンポーネントパッケージングプロセスと使用するためのプロセスの一例を示しているが、ここでは、プロセスは、図４、７及び１０に示されたプロセスでハンドルを除去するために同様に使用されてもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１０、３０、１５０１  離散コンポーネント
６０、６０２  離散コンポーネント接合ツール
１００、２００、３００、５００、１５５２  ハンドルアセンブリ
１０２  アクティブ面
１０４、１０４ａ、３０４  第１の表面
１０５、１０５ａ、３０５、８０５  リリース層
１０６、１０６ａ、３０６  第２の表面
１０８、１０８ａ、３０８  ハンドル基板
６０２  離散コンポーネント接合ツール
６０４、１５０２  デバイス基板
６０８  接着表面
８０８  暫定基板ハンドル
１５０５  接着剤
１５０７  分注チューブ
１５０８  離散コンポーネント移設ツール
１５１３  真空
１５１６  真空チューブ
【図１】
0006480583.tif 000002
【図２】
0006480583.tif 000003
【図３】
0006480583.tif 000004
【図４】
0006480583.tif 000005
【図５】
0006480583.tif 000006
【図６】
0006480583.tif 000007
【図７】
0006480583.tif 000008
【図８】
0006480583.tif 000009
【図９】
0006480583.tif 000010
【図１０】
0006480583.tif 000011
【図１１】
0006480583.tif 000012
【図１２】
0006480583.tif 000013
【図１３】
0006480583.tif 000014
【図１４】
0006480583.tif 000015
【図１５】
0006480583.tif 000016