(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチチップモジュール（ＭＣＭ）であって、
第１の表面を有する第１の基板を備え、前記第１の基板は、
前記第１の表面上に配置された第１のネガ型特徴を含み、所与の第１のネガ型特徴は、前記第１の表面よりも下方に窪んでいるとともに、第１の端縁によって規定された第１の開口部を有し、
前記第１のネガ型特徴に配置された第１の層を含み、前記第１の層は親水性材料を含み、
前記第１のネガ型特徴を囲む前記第１の表面のある領域に配置された第２の層を含み、前記第２の層は疎水性材料を含み、
前記第１のネガ型特徴における前記第１の層上に配置されたポジ型特徴を備え、前記ポジ型特徴は、前記第１の表面よりも上に突き出ており、
前記第１の表面に面する第２の表面を有する第２の基板を備え、前記第２の基板は、第２の表面上に配置された第２のネガ型特徴を含み、所与の第２のネガ型特徴は、第２の表面よりも下方に窪んでいるとともに、第２の端縁によって規定された第２の開口部を有し、
前記第２のネガ型特徴は、前記第１の基板が前記第２の基板に機械的に結合されるように、前記ポジ型特徴に結合される、ＭＣＭ。
【請求項２】
前記ポジ型特徴は、丸い球状体を含む、請求項１に記載のＭＣＭ。
【請求項３】
前記第１のネガ型特徴および前記第２のネガ型特徴は、ピットを含む、請求項１または２に記載のＭＣＭ。
【請求項４】
前記第２の層は、１ｎｍ未満の厚さを有する、請求項１に記載のＭＣＭ。
【請求項５】
前記第２の層は、シリコーンを含む、請求項１から４のいずれか１項に記載のＭＣＭ。
【請求項６】
マルチチップモジュール（ＭＣＭ）であって、
第１の表面を有する第１の基板を備え、前記第１の基板は、
前記第１の表面上に配置された第１のネガ型特徴を含み、所与の第１のネガ型特徴は、前記第１の表面よりも下方に窪んでいるとともに、第１の端縁によって規定された第１の開口部を有し、
前記第１のネガ型特徴に配置された第１の層を含み、前記第１の層は親水性材料を含み、
前記第１のネガ型特徴における前記第１の層上に配置されたポジ型特徴を備え、前記ポジ型特徴は、前記第１の表面よりも上に突き出ており、
前記第１の表面に面する第２の表面を有する第２の基板を備え、前記第２の基板は、第２の表面上に配置された第２のネガ型特徴を含み、所与の第２のネガ型特徴は、第２の表面よりも下方に窪んでいるとともに、第２の端縁によって規定された第２の開口部を有し、
前記第２のネガ型特徴は、前記第１の基板が前記第２の基板に機械的に結合されるように、前記ポジ型特徴に結合され、前記第１の層は、二酸化ケイ素を含む、ＭＣＭ。
【請求項７】
前記第１の基板は、半導体を含むとともに、側壁角を有し、
前記第１の基板の前記側壁角は、前記半導体の対称面に対応する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のＭＣＭ。
【請求項８】
システムであって、
プロセッサと、
前記プロセッサによって実行されるように構成されたプログラムモジュールを格納するメモリと、
ＭＣＭとを備え、前記ＭＣＭは、
第１の表面を有する第１の基板を含み、前記第１の基板は、
前記第１の表面上に配置された第１のネガ型特徴を含み、所与の第１のネガ型特徴は、前記第１の表面よりも下方に窪んでおり、第１の端縁によって規定された第１の開口部を有し、
前記第１のネガ型特徴に配置された第１の層を含み、前記第１の層は親水性材料を含み、
前記第１のネガ型特徴を囲む前記第１の表面のある領域に配置された第２の層を含み、前記第２の層は疎水性材料を含み、
前記第１のネガ型特徴における前記第１の層上に配置されたポジ型特徴を備え、前記ポジ型特徴は、前記第１の表面よりも上に突き出ており、
前記第１の表面に面する第２の表面を有する第２の基板を含み、前記第２の基板は、第２の表面上に配置された第２のネガ型特徴を含み、所与の第２のネガ型特徴は、第２の表面よりも下方に窪んでいるとともに、第２の端縁によって規定された第２の開口部を有し、
前記第２のネガ型特徴は、前記第１の基板が前記第２の基板に機械的に結合されるように、前記ポジ型特徴に結合される、システム。
【請求項９】
ＭＣＭを作製するための方法であって、
第１の基板の第１の表面上に第１のネガ型特徴を規定するステップを備え、所与の第１のネガ型特徴は、前記第１の表面よりも下方に窪んでいるとともに、第１の端縁によって規定された第１の開口部を有し、
前記第１のネガ型特徴に第１の層を配置するステップを備え、前記第１の層は親水性材料を含み、
第１のネガ型特徴を囲む第１の表面のある領域に第２の層を配置するステップを備え、前記第１の層は疎水性材料を含み、
第１のネガ型特徴における前記第１の層上にポジ型特徴を配置するステップを備え、前記ポジ型特徴は、前記第１の表面よりも上に突き出ており、
第２の基板の前記第１の表面に面する第２の表面上に第２のネガ型特徴を規定するステップを備え、所与の第２のネガ型特徴は、前記第２の表面よりも下方に窪んでいるとともに、第２の端縁によって規定された第２の開口部を有し、
前記第１の基板が前記第２の基板に機械的に結合されるように、前記第２のネガ型特徴を機械的に前記ポジ型特徴に結合するステップを含む、方法。
【請求項１０】
前記第２のネガ型特徴を機械的に前記ポジ型特徴に結合する前に、前記方法は、前記第１の基板をウエハから水圧で割断するステップをさらに備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２のネガ型特徴を機械的に前記ポジ型特徴に結合する前に、前記方法は、前記第２の層を除去するステップをさらに備える、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ポジ型特徴は丸い球状体を含み、前記第１のネガ型特徴および前記第２のネガ型特徴はピットを含む、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景
分野
本開示は、概して、マルチチップモジュール（multi-chip module：ＭＣＭ）と、ＭＣＭを作製するための技術とに関する。より特定的には、本開示は、親水性層および疎水性層を用いることによって基板におけるネガ型特徴に自己埋込みされる（self-populated）ポジ型特徴を含むＭＣＭに関する。
【背景技術】
【０００２】
関連技術
技術者らは、近年、３次元（３Ｄ：3-dimensional）の半導体チップ積層体を組込むためにマルチチップモジュール（ＭＣＭ）を用いることを提案してきた。このようなＭＣＭに伴う主要な難題として、チップ同士を互いにアラインさせる点が挙げられる。
【０００３】
チップ同士をアラインさせるための一方策では、（丸い球状体などの）ポジ型特徴を用いて、ＭＣＭにおけるチップの対向面上において（ピットなどの）ネガ型特徴のペアを機械的に結合させる。特に、ポジ型特徴は、ペアのネガ型特徴と接合し、これにより、チップ同士を互いにアラインさせて結合させ得る。
【０００４】
しかしながら、ネガ型特徴においてポジ型特徴を位置決めするには費用および時間がかかる可能性がある。たとえば、ピックアンドプレイス・アセンブリ技術を用いて、ＭＣＭの作製中にネガ型特徴にポジ型特徴を投入することができるが、この工程は、典型的には進行速度が遅いため、ＭＣＭの費用が著しく増大する可能性がある。
【０００５】
したがって、上述の問題を被ることのないＭＣＭおよびその作製技術が必要とされている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
概要
本開示の一実施形態は、第１の表面を有する第１の基板を含むマルチチップモジュール（ＭＣＭ）を提供する。第１の基板は、第１の表面上に配置された第１のネガ型特徴を含む。所与の第１のネガ型特徴は、第１の表面よりも下方に窪んでおり、第１の端縁によって規定された第１の開口部を有する。第１の基板はさらに、第１のネガ型特徴に配置され、親水性材料を含む第１の層を含む。さらに、ＭＣＭは、第１のネガ型特徴における第１の層上に配置され、第１の表面よりも上に突き出ているポジ型特徴と、第１の表面に面する第２の表面を有する第２の基板とを含む。第２の基板は、第２の表面上に配置された第２のネガ型特徴を含む。なお、所与の第２のネガ型特徴が第２の表面よりも下方に窪んでおり、第２の端縁によって規定された第２の開口部を有することに留意されたい。さらに、第２のネガ型特徴は、第１の基板が第２の基板に機械的に結合されるように、ポジ型特徴に結合される。
【０００７】
いくつかの実施形態においては、ポジ型特徴は丸い球状体を含む。さらに、第１のネガ型特徴および第２のネガ型特徴はピットを含み得る。
【０００８】
加えて、第１の層は二酸化ケイ素を含み得る。
さらに、第１の基板は、第１のネガ型特徴を囲む第１の表面の領域に配置された第２の層を含み得る。第２の層は疎水性材料を含む。たとえば、第２の層はシリコーンを含み得る。この第２の層は、１ｎｍ未満の厚さを有してもよい。
【０００９】
さらに、第１の基板は、（シリコンなどの）半導体を含んでもよく、側壁角を有してもよい。この側壁角は半導体の対称面に対応し得る。たとえば、第１の基板は、水圧でウエハから割断されてもよい。
【００１０】
別の実施形態は、ＭＣＭを含むシステムを提供する。
別の実施形態は、ＭＣＭを作製するための方法を提供する。この方法においては、第１のネガ型特徴が第１の基板の第１の表面上に規定される。所与の第１のネガ型特徴は、第１の表面よりも下方に窪んでおり、第１の端縁によって規定された第１の開口部を有する。次いで、第１の層が第１のネガ型特徴に配置される。第１の層は親水性材料を含む。次いで、第２の層が、第１のネガ型特徴を囲む第１の表面の領域における第１の表面上に配置される。第２の層は疎水性材料を含む。さらに、ポジ型特徴は第１のネガ型特徴における第１の層上に配置される。ポジ型特徴は第１の表面よりも上に突き出ている。さらに、第２のネガ型特徴は、第２の基板のうち第１の表面に面する第２の表面上において規定される。所与の第２のネガ型特徴は第２の表面よりも下方に窪んでおり、第２の端縁によって規定された第２の開口部を有する。加えて、第２のネガ型特徴は、第１の基板が第２の基板に機械的に結合されるように、ポジ型特徴に機械的に結合される。
【００１１】
いくつかの実施形態においては、第２のネガ型特徴を機械的にポジ型特徴に結合する前に、第１の基板が、水圧でウエハから割断される。加えて、第２のネガ型特徴を機械的にポジ型特徴に結合する前に、第２の層が除去されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の実施形態に従ったマルチチップモジュール（ＭＣＭ）を示すブロック図である。
【図２】本開示の実施形態に従った表面張力の計算を示す図である。
【図３】本開示の実施形態に従った、ピットへの球状体の埋込みを示す図である。
【図４】本開示の実施形態に従った、ピットへの球状体の埋込みを示す図である。
【図５】本開示の実施形態に従った基板の作製を示す図である。
【図６】本開示の実施形態に従った、図５における基板の作製を示す図である。
【図７】本開示の実施形態に従った、水圧による基板の割断を示す図である。
【図８】本開示の実施形態に従ったシステムを示すブロック図である。
【図９】本開示の実施形態に従った、ＭＣＭを作製するための方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
同様の参照番号が添付の図面全体にわたって対応する部分を指していることに留意されたい。さらに、同一部品の例が複数ある場合、共通の番号を接頭辞として用いてダッシュを用いて事例番号を付すことによって明示している。
【００１４】
詳細な説明
マルチチップモジュール（ＭＣＭ）、ＭＣＭを含むシステム、およびＭＣＭを作製するための技術についての実施形態を説明する。このＭＣＭは少なくとも２つの基板を含む。少なくとも２つの基板は、当該基板の対向面上におけるポジ型特徴およびネガ型特徴によって機械的に結合され、アラインされる。これらのポジ型特徴およびネガ型特徴は、互いに接合し、互いに自己ロックし得る。ポジ型特徴は、ネガ型特徴における親水性層を用いて、基板のうち少なくとも１つの基板上のネガ型特徴に自己埋込みされてもよい。この親水性層は、基板のうち少なくとも１つの基板の上面上におけるネガ型特徴を囲む疎水性層とともに用いられてもよい。
【００１５】
この機械的結合技術は、大量生産に適合し得る。特に、ポジ型特徴およびネガ型特徴は、半導体プロセス技術を用いて、表面上に作製されてもよい。したがって、ＭＣＭのコストを著しく低減させ得る。
【００１６】
ここで、ＭＣＭの実施形態を説明する。図１は、ＭＣＭ１００を示すブロック図である。このＭＣＭは、表面１１２−１を有する基板１１０と、表面１１２−１に面する表面１１２−２を有する基板１１４とを含む。たとえば、基板１１０および１１４はともに、チップであってもよく、または他の構成要素であってもよい。
【００１７】
基板１１０は、表面１１２−１上に配置されたネガ型特徴１１６を含み得る。（ネガ型特徴１１６−１などの）所与のネガ型特徴は表面１１２−１よりも下方に窪んでおり、端縁によって規定された開口部を有する。同様に、基板１１４は、表面１１２−２上に配置されたネガ型特徴１１８を含み得る。（ネガ型特徴１１８−１などの）所与のネガ型特徴は、表面１１２−２よりも下方に窪んでおり、端縁によって規定された開口部を有する。図１に示されるように、ネガ型特徴１１６および１１８はピットを含んでもよい。
【００１８】
さらに、ネガ型特徴１１６は親水性層１２０を含んでもよく、表面１１２−１上においてネガ型特徴１１６を囲む任意の疎水性層１２２があってもよい。さらに以下に記載されるように、これらの層により、ＭＣＭ１００の作製中にポジ型特徴１２４をネガ型特徴１１６に自己埋込みすることが可能になり得る。（丸い球状体などの）ポジ型特徴１２４は、部分的に、ネガ型特徴１１６に含まれてもよい。ポジ型特徴１２４の残りの部分は、表面１１２−１よりも上に突き出てもよく、対応するネガ型特徴１１８と接合してもよい。このようにして、ポジ型特徴１２４は、基板１１０と基板１１４とを（サブミクロンの精度で）機械的にアラインさせて結合させ得る。
【００１９】
具体的な実施形態においては、親水性層１２０の厚さは１０ｎｍであり、任意の疎水性層１２２の厚さは１ｎｍ未満（単分子層など）である。さらに、親水性層１２０は二酸化ケイ素を含んでもよく、任意の疎水性層１２２は（ポリジメチルシロキサンまたはＰＤＭＳなどの）シリコーンを含んでもよい。
【００２０】
いくつかの実施形態においては、ポジ型特徴１２４ならびにネガ型特徴１１６および１１８は、電源、接地および／または入出力信号を含んでおり、基板１１０と基板１１４とを電気的に結合し得る。しかしながら、いくつかの実施形態においては、機械的な結合をもたらすものとは別個の特徴（図示せず）によって電気的な結合が提供される。
【００２１】
基板１１０と基板１１４との機械的結合が再接合可能（remateable）であり得ることに留意されたい。たとえば、基板１１０と基板１１４との機械的結合は基板１１０と基板１１４とを引き離すことによって解除されてもよく、または、基板１１０と基板１１４とをともに保持する接着剤を溶解させることによって解除されてもよい。これにより、作製中または以降のテスト中にＭＣＭ１００を再加工することが可能になり得る。しかしながら、いくつかの実施形態においては、機械的結合は再接合可能ではない。たとえば、ポジ型特徴１２４は、ＭＣＭ１００の作製および組立て中に、少なくとも部分的にリフローされてもよい。
【００２２】
ＭＣＭ１００における構成要素は、ウェハレベルのバッチ処理と適合し得る。これにより、ＭＣＭ１００を作製して組立てるコストを著しく削減し得る。
【００２３】
具体的な実施形態においては、疎水性パターンおよび親水性パターンを用いることにより、大規模なボール・イン・ピット型の自己埋込み（self-population）を実現し、これにより、ＭＣＭにおけるサブミクロンのチップ間アライメントを容易にし得る。球状のアライメント球状体は、（金またはサファイアなどの）非疎水性面または親水性面を有してもよく、（脱イオン化水などの）ＣＭＯＳ相容溶液中に分散させてもよく、対象のウエハ／チップの表面上のエッチピットは、親水性表面状態をもたらすように処理されてもよい。次いで、脱イオン化された球状水溶液（water-ball solution）は、埋込みヘッド（population head）に装填されてもよい。図３および図４を参照してさらに以下に説明されるように、球状体を分散させたいくらかの量の脱イオン化水が、走査技術によって、または滴下ヘッド技術によってピットを通過すると、埋込みがなされていないピットと部分的に重なる球状体が落下し、表面張力によって親水性ピットに捕らえられてもよい。走査ヘッド上および埋込み対象のチップ上における疎水性エリアを用いて、脱イオン化された球状水溶液を所期のピット内に閉じ込めてもよく、さらに、埋込みヘッドの誘導能力および効率を高めて、露出面全体が濡れるのを防いでもよい。加えて、これらの疎水性層は、球状体または微小球が不必要に失われたり散乱したりするのを防止または抑制し得る。埋込みの後、埋込まれていない球状体は、対象のウエハ／チップの疎水性表面上には残存し得ない。図７を参照して以下にさらに説明されるように、紫外線感応性テープが背面に取付けられているボール・イン・ピット埋込み型ウエハが搭載され、（ＰＤＭＳなどの）シリコーン水圧割断基板を用いて水圧で割断され、これにより、ダイシングなしでチップを個片化（singulation）し得る。
【００２４】
したがって、ボール・イン・ピット自己埋込みは、親水性ピットと疎水性範囲区域とを組合せて達成することができる。この表面張力支援型のボール・イン・ピット埋込み技術（surface-tension-assisted ball-in-pit population technique）は、ウエハスケールまたはチップスケールで用いられてもよく、ＭＣＭを作製して組立てるための低コストのソリューションを提供し得る。
【００２５】
埋込まれた球状体をピットから持ち上げるための最小限の平均的力を推定することによって、ピットに球状体を保持するための表面張力が十分に大きいことを確認することができる。具体的には、図２は、親水性ピット内における単一の球状体の例を示す。この場合、少量の水によってピット側壁および球状体を湿らせて、埋込み中に適所に保持する。ピット内に球状体を保持するための表面張力が十分に大きいかどうかを確認するために、ピットから球状体を持ち上げるのに必要とされるであろう最小限の平均的力を計算する。特に、平均的な最小限の力Ｆは、球状体（Ｅｌｉｆｔ）を距離ＬＣＦだけ持ち上げるのに必要なエネルギから推定される。すなわち、
【００２６】
【数１】
0006311003.tif 000002
【００２７】
ここで、σは脱イオン化水の表面張力であり、ＳＨＩＪＧは球状体の表面積である。Ｆが球状体に作用する重力Ｇよりもはるかに大きい場合、表面張力はピット内に球状体を保持するのに十分に大きいものである。球状体材料の接触角が９０°と想定されていることに留意されたい。球状体の直径が１８８μｍであり、ピット開口部が２１６μｍである場合、計算された最低揚力は、球状体に対する重力よりも１８３倍大きいものとなる。表面張力がピット内に球状体を保持するのに十分に大きいものであるので、チップがひっくり返されたとしても、埋込まれた球状体は落下し得ない。この計算は、埋込み後のシナリオに基づくものであって、すなわち、球状体がピットに既に収容されていることに基づいている。埋込み中、球状体は溶液中に分散しているが、これは埋込み後のシナリオと全く異なっており、これら球状体を引き出すほどの表面張力は存在しない。先に述べたように、ボール・イン・ピット埋込みは、対象のピットにわたり脱イオン化水に浸された球状体の埋込みを走査することによって、または、いわゆる「滴下ヘッド」を用いることによって、達成され得る。両方の技術においては、脱イオン化水中に分散させた非疎水性球状体は、それらが埋込まれるであろうピットの上を誘導され得るかまたは移動し得る。
【００２８】
走査技術に関して、図３に示されるように、脱イオン化水中の球状体は走査ヘッドによって誘導されてもよく、ピットの表面または対象のウエハにわたって移動してもよい。この走査ヘッドがピットまたは一連のピットの上を移動すると、埋込みがなされていないピットのいずれの部分であってもそこを横切った球状体は、ピット内の水による表面張力のせいで、親水性ピットによって捕捉または捕獲され得る。さらに、疎水性範囲区域上に位置する球状体は、誘導されている水柱とともに遠ざかっていくので、後には透明な範囲区域が残存し得る。
【００２９】
滴下技術に関して、図４に示されるように、球状体および脱イオン化水を含む滴下ヘッドをピット配列とアラインさせ、次いで、接触するまで下方に移動させて、球状体を親水性ピットに滴下してもよい。代替的には、滴下ヘッドを、まず、ピットウエハの疎水性範囲区域に接触するまで下方に移動させ、次いで、短距離だけ横方向に走査させて、球状体の対応するピットを見つけて、それぞれのピットに球状体を落下させてもよい。この短走査支援型滴下技術により、滴下ヘッドとウエハ上の対象ピットとの間で必要とされるアラインメント精度を緩和させ得る。球状体をそれぞれの対象ピットに落下させた後、（たとえば、少なくとも数１０ミクロンまたは数１００ミクロンの）ピットから滴下ヘッドを遠ざけ、これにより、ピットに詰め込まれていなかった球状体を、ピットを囲む疎水性範囲区域と接触させるようにする。このようにわずかに横方向に移動させた後、滴下ヘッドをウエハ／チップ表面から持ち上げて、ピットウエハから水柱を分離し得る。これによっても、対象の表面上で球状体が散乱したり、意図せずに球状体が失われたりするというリスクを低減させ得る。したがって、ピット内には存在しない球状体は水柱の表面張力によって保持され、チップから運び去られる可能性がある。
【００３０】
対象のウエハ上におけるパターン疎水性層を用いることに加えて、性能を向上させるために、対象のウエハに面する表面上における（図３の走査ヘッドまたは図４の滴下ヘッドなどの）埋込みヘッド上に疎水性エリアが存在し得ることに留意されたい。この疎水性表面に加えて、埋込みヘッドと対象のウエハとの間の隙間に対して反比例する毛細管力を用いることにより、埋込みヘッド上の開口部のまわりに脱イオン化水を閉じ込めてもよい。隙間を大きくすることによって、毛細管力を小さくすることもでき、これにより、埋込みヘッドのまわりに水を集中させることを可能にし得る。しかしながら、この構成により、結果として、多層の球状体を埋込みヘッドの下に誘導させることとなるかもしれない。これらの球状体の層は互いに干渉し合って、歩留まりを低下させるおそれがある。したがって、ポジ型の底開口部を備えた埋込みヘッドが用いられてもよい。特に、中心隙間ｄ１は、相対的により大きな周囲の隙間ｄ２よりも小さくてもよい。この隙間ｄ２は、ピットの埋込み時に球状体が過剰に湿ったり過剰に積層されたりするのを防ぐために用いられる。たとえば、ｄ２は２００μｍ直径の球状体に対して約５００μｍであってもよい。さらに、埋込みヘッドは、対象のウエハの表面に対して平行になるように調整されてもよい。これにより、水によって誘導される球状体が均等な毛細管力を受けて埋込まれることを確実にし得る。
【００３１】
疎水性表面修飾はスタンピング工程によって作製されてもよく、任意には、短いドライエッチング工程によって除去されてもよい。スタンピング工程とリソグラフィ工程を組合せることにより、作製された構造をバッチ製造と、これにより低コスト製造とに適したものにすることができるだろう。基板の作製を示す図５および図６に示されるように、作製工程は、疎水性パターン／親水性パターンを備えたピットウエハを作成する工程と、ピットに球状体を埋込む工程とを含み得る。次いで、図７に示されるように、ウエハは、マイクロ流体チャネルを備えたエラストマ基板を用いて、水圧で割断されてもよい。
【００３２】
図５および図６においては、ネガ型フォトレジストは、両面が窒化ケイ素でコーティングされたシリコンウェハ上で回転させられ、フォトリソグラフィを用いてパターン化されて、フォトレジスト開口部をもたらし得る。次いで、窒化物ドライエッチングを用いて、ウェットエッチングハードマスクを作成し得る。ピットアレイおよび割断線は、フォトレジスト剥離およびテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（tetramethylammonium hydroxide：ＴＭＡＨ）シリコンウェットエッチングによって作り出されてもよい。次いで、二酸化ケイ素プラズマ化学気相成長法または熱酸化によって、ウェットエッチング用の窒化ケイ素ハードマスクが除去されてもよく、（二酸化ケイ素などの）親水性層がウエハの表面上、特にピット内、に形成されてもよい。さらに、疎水性のＰＤＭＳオリゴマー層がスタンピング工程によってウエハ範囲区域の表面上へ転写され（これにより、フォトリソグラフィを用いることなく表面に配置され）てもよい。たとえば、水とＰＤＭＳオリゴマー層との間の接触角は約９０°であってもよい。ピットがネガ型構造であるので、ピット内の親水性表面はスタンピング工程中に影響を受けないかもしれない。この時点で、親水性ピットおよび疎水性範囲区域を備えたウエハのために、表面張力支援型球状体埋込みを行う準備が完了し得る。
【００３３】
球状体埋込み工程が完了すると、疎水性ＰＤＭＳオリゴマー層が、任意には、短いドライエッチングによって大部分が除去されるかまたは完全に除去される可能性がある。特に、ＰＤＭＳオリゴマー層の厚さはドライエッチング前は約５ｎｍ〜１０ｎｍであってもよく、ドライエッチング後には単分子層の厚さ以下であってもよい。ＰＤＭＳのドライエッチング速度が二酸化ケイ素および（金またはサファイア表面を備えた）球状体のエッチング速度よりもはるかに速いので、短いドライエッチング工程であれば、下層にあるシリコンウェハに対して如何なる副作用ももたらし得ない。ドライエッチング後、水とシリコンウェハの表面との間の接触角は、９０°よりもはるかに小さい可能性がある（すなわち、表面はもはや疎水性ではないかもしれない）。したがって、露出したすべてのウエハ範囲区域と、特にボンディングパッド区域とは、後処理のために洗浄され得る。
【００３４】
ウェハレベルで球状体を埋込んだ後、従来のダイシング作業とは逆に、水圧による割断技術を用いてチップを個片化してもよい。これは、水圧による基板の割断を示す図７に示される。特に、割断線としての浅くて長いエッチピットが、チップ間の個片化境界に沿ってウエハの表側に作製されてもよい。次いで、割断線が付けられ球状体が埋込まれたウエハは、マイクロ流体チャネルが埋込まれたエラストマ基板の上においてアラインされ、そこに搭載されてもよい。マイクロ流体チャネル内の水圧が上昇すると、流体チャネルとウエハとの間の変形可能な薄膜が曲がる可能性がある。このたわみにより、割断線の下に均等な割断力が加わり、これにより、ウエハ全体を割断して個々のチップに分離させ得る。ウエハの裏面に取付けられた紫外線感応性テープまたは接着剤を用いて、割断中の衝撃または応力を解放し、水圧による割断後に、チップをそれぞれの元の位置で維持し得る。紫外線感応性テープの裏面を約１０分間紫外線に暴露した後、分離したチップをテープから引き剥がすことができる。このようにして、球状体またはポジ型特徴を分断してしまうことなく（すなわち、ネガ型特徴からこれら球状体またはポジ型特徴を叩き落とすことなく）、チップをウエハから個片化することができる。
【００３５】
再び図１を参照して、基板１１０は、それがウエハから水圧で割断されたことを示す特徴を有してもよい。特に、基板１１０は（シリコンなどの）半導体を含んでもよく、側壁角１２６を有してもよい。この側壁角は、半導体の対称面に対応し得る（９０°に対して、５４．７°など）。加えて、基板１１０のうち割断線に隣接する表面に沿った粗さは、ダイシング後の表面の粗さ未満であってもよい。
【００３６】
水圧による割断の際に用いられるマイクロ流体チャネルを備えたエラストマ基板は、開口チャネルを備えたＰＤＭＳ底部分と最上膜とをともに接着することによって作製されてもよい。たとえば、開口チャネルを備えた底部分は、フォトレジストチャネルパターンを有するシリコン基板の上にＰＤＭＳ部分を成型することによって作製されてもよい。ＰＤＭＳ最上膜は、石鹸水で前処理された別のウエハ上でＰＤＭＳをスピンコーティングすることによって得られてもよく、これにより、その後、膜からの剥離が容易になり得る。両方の部分に対して酸素プラズマ処理を行った後、開口チャネルを備えたＰＤＭＳ底部分がＰＤＭＳ膜の上に搭載されてもよい。次いで、マイクロ流体チャネルを備えたＰＤＭＳ基板は、接着された２つの部分をウエハから剥離することによって得られてもよい。
【００３７】
ＭＣＭについての上述の実施形態のうち１つ以上はシステムおよび／または電子機器に含まれてもよい。これは、ＭＣＭ８１０を含むシステム８００を示すブロック図を示す図８に示される。概して、ＭＣＭは一連のチップモジュール（ＣＭ）またはシングルチップモジュール（ＳＣＭ）を含んでもよく、所与のＳＣＭは、半導体ダイなどの少なくとも１つの基板を含んでもよい。なお、ＭＣＭがしばしば「マクロチップ」と称されることに留意されたい。さらに、基板は、電磁的に結合された信号の近接通信（「電磁近接通信」と称される）を用いてＭＣＭにおける他の基板、ＣＭおよび／またはＳＣＭと通信してもよい。たとえば、近接通信は、容量的に結合された信号の通信（「電気近接通信」）および／または（「光学近接通信」などの）光信号の通信を含み得る。いくつかの実施形態においては、電磁近接通信は、誘導的に結合された信号および／または導電的に結合された信号を含む。
【００３８】
さらに、ＭＣＭの実施形態は、ＶＬＳＩ回路、（波長分割多重におけるような）通信システム、記憶領域ネットワーク、データセンタ、（ローカルエリアネットワークなどの）ネットワーク、および／または、（マルチコアプロセッサコンピュータシステムなどの）コンピュータシステムを含むさまざまな応用例において用いられてもよい。たとえば、ＭＣＭは、マルチプロセッサブレードに結合されるバックプレーンに含まれてもよく、または、ＭＣＭは、（プロセッサ、メモリ、Ｉ／Ｏデバイスおよび／もしくは周辺機器などの）さまざまなタイプの構成要素を結合してもよい。いくつかの実施形態においては、ＭＣＭは、スイッチ、ハブ、ブリッジおよび／またはルータの機能を実行する。
【００３９】
なお、システム８００が、サーバ、ラップトップコンピュータ、通信装置もしくはシステム、パソコン、タブレット、携帯電話、ワークステーション、メインフレームコンピュータ、ブレード、エンタープライズコンピュータ、データセンタ、携帯型計算装置、スーパーコンピュータ、ネットワーク接続ストレージ（network-attached-storage：ＮＡＳ）システム、ストレージエリアネットワーク（storage-area-network：ＳＡＮ）システム、および／または、別の電子計算装置を含み得るが、これらに限定されないことに留意されたい。さらに、所与のコンピュータシステムが一箇所にあり得ること、または、複数の地理的に分散した位置にわたって分布され得ることに留意されたい。
【００４０】
上述の実施形態におけるＭＣＭは、より少数の構成要素または付加的な構成要素を含んでもよい。たとえば、図１におけるネガ型特徴１１６は、表面１１２−１上に堆積させた層において規定されてもよく、これらのネガ型特徴は、基板１１０上に堆積させた最上層の表面よりも下方に窪んでいてもよい。同様に、図１におけるポジ型特徴１２４は、（表面１１２−１または基板１１０上に堆積させた最上層の表面であり得る）局所的な表面よりも上に突き出てもよい。このため、上述の実施形態においては、基板の表面は、基板上に堆積させた層の表面または基板自体の表面を含むものと理解されるはずである。
【００４１】
さらに、これらの実施形態は、いくつかの別個の要素を有するものとして示されているが、これらのＭＣＭおよびシステムは、この明細書中に記載される実施形態の構造的な概略図ではなく、存在し得るさまざまな特徴の機能的記述として意図されている。結果として、これらの実施形態においては、２つ以上の構成要素が単一の構成要素に組合わされてもよく、および／または、１つ以上の構成要素の位置が変更されてもよい。
【００４２】
なお、図１におけるポジ型特徴１２４ならびに／または図１におけるネガ型特徴１１６および１１８が、アディティブ法（すなわち材料堆積）および／またはサブトラクティブ法（すなわち材料除去）を用いて規定され得ることに留意されたい。たとえば、当該工程は、スパッタリング、等方性エッチング、異方性エッチング、フォトリソグラフィ技術、および／または、直接書込み技術を含み得る。加えて、これらの特徴は、半導体、金属、ガラス、サファイアおよび／または二酸化ケイ素を含む多種多様な材料を用いて作製されてもよい。
【００４３】
ここで、方法の実施形態を説明する。図９は、ＭＣＭ１００（図１）などのＭＣＭを作製するための方法９００を例示するフローチャートを示す。この方法において、第１のネガ型特徴が第１の基板の第１の表面上において規定される（動作９１０）。この場合、所与の第１のネガ型特徴は、第１の表面よりも下方に窪んでおり、第１の端縁によって規定された第１の開口部を有する。次いで、第１の層が第１のネガ型特徴に配置される。第１の層は親水性材料を含む（動作９１２）。次いで、第２の層が、第１のネガ型特徴を囲む第１の表面の領域における第１の表面上に配置される。第２の層は疎水性材料を含む（動作９１４）。さらに、ポジ型特徴が第１のネガ型特徴における第１の層上に配置される（動作９１６）。ポジ型特徴は第１の表面よりも上に突き出ている。さらに、第２のネガ型特徴が、第２の基板のうち第１の表面に面する第２の表面上において規定される（動作９１８）。この場合、所与の第２のネガ型特徴は、第２の表面よりも下方に窪んでおり、第２の端縁によって規定された第２の開口部を有する。加えて、第２のネガ型特徴は、第１の基板が第２の基板に機械的に結合されるように、ポジ型特徴に機械的に結合される（動作９２４）。
【００４４】
いくつかの実施形態においては、第２のネガ型特徴を機械的にポジ型特徴に結合する（動作９２４）前に、任意には、第２の層が除去されてもよい（動作９２０）。加えて、第２のネガ型特徴を機械的にポジ型特徴に結合する（動作９２４）前に、任意には、第１の基板が水圧でウエハから割断されてもよい（動作９２２）。
【００４５】
工程９００のいくつかの実施形態においては、付加的な動作またはより少数の動作が行なわれる。さらに、動作の順序は変更されてもよく、および／または、２つ以上の動作が１回の動作に組合わされてもよい。
【００４６】
上述の説明は、如何なる当業者でも本開示を活用できるように意図されており、特定の用途およびその要件の文脈において提供される。さらに、本開示の実施形態の上述の記載は図示および説明だけを目的として提示されたものであり、これらは、網羅的になるよう意図されたものではなく、または、本開示を開示された形態に限定するよう意図されたものでもない。したがって、多くの変更例および変形例が当業者にとって明らかになるだろう。また、この明細書中において規定される一般原則は、本開示の精神および範囲から逸脱することなく他の実施形態および応用例に適用され得る。加えて、上述の実施形態の説明は、本開示を限定するよう意図されたものではない。このように、本開示は、図示される実施形態に限定されるよう意図されたものではないが、この明細書中に開示される原則および特徴と一致する最も広い範囲が与えられることとなる。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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