(57)【要約】  本発明は集積化した個別コンポーネント（４，４’）を具える電子デバイスに関する。この電子デバイスは、前記コンポーネントを含むキャビティ（５，５’）を有するウェハ（いわゆる受ウェハ）（２）で、前記コンポーネントの活性面が当該受ウェハの面（８）と同一平面になっているウェハと、前記キャビティ内の前記コンポーネントを側面に沿ってコーティングする材料（６）とを含む。
2010529664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
個別のコンポーネント（４，４’）をウェハ（２）内に集積化する方法であって、このウェハは前記コンポーネントを受け入れることができるキャビティ（５）を有しており、
（ａ）支持体（２１）と、両面感熱性接着剤層（２２）と、前記ウェハ（２）と、前記キャビティ内に、それらの活性面（１０）が前記ウェハの面（８）、いわゆる前面、と同一平面になるように配置された前記コンポーネント（４，４’）とを含み、この前面が前記両面感熱性接着剤層（２２）とアセンブルされている積層体を形成するステップと、
（ｂ）前記コンポーネント（６）を側面に沿ってコーティングする材料を前記キャビティ内に注入するステップと、
を含むコンポーネントの集積化方法。
【請求項２】
前記ステップ（ｂ）後に、前記支持体（２１）及び／又は前記両面感熱性接着剤層（２２）の少なくとも一部分を除去するステップをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ウェハの少なくとも一部分に電気絶縁層（２０）を形成する予備ステップを含む、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記ステップ（ａ）は、
（a1）前記接着剤層（２２）を前記ウェハ（２）と予備アセンブルし、次に前記支持体（２１）を前記接着剤層とアセンブルし、前記ウェハを前記接着剤層にアセンブルする前又は後に前記コンポーネントをこの接着剤層上に設置するステップ、又は
（a’1）前記接着剤層（２２）を前記支持体（２１）と予備アセンブルし、次に前記ウェハ（２）を前記接着剤層（２２）とアセンブルし、前記ウェハを前記接着剤層にアセンブルする前又は後に前記コンポーネントを前記接着剤層上に設置するステップ、
を含む、請求項１−３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記受ウェハ（２）の裏面を薄層化するステップをさらに含む、請求項１−４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記ステップ（ｂ）の前又は後に、前記ウェハを補強用基板（３０）とアセンブリするステップをさらに含む、請求項１−５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記キャビティの少なくとも一部分は、前記受ウェハの厚さ全体を貫通し、その両面で開口している、請求項１−６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記受ウェハは１つ以上のコンポーネント及び／又は１つ以上のパターン（２５，２７，２９）をさらに含んでいる、請求項１−７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記ウェハ（２）の材料は２ｐｐｍ／℃〜７ｐｐｍ／℃の範囲内の熱膨張係数を有し、且つ／又前記側面コーティング材料（６）はウェハの全体積の３０％以下の最終体積を有する、請求項１−８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
個別のコンポーネントと集積された電子デバイスであって、
前記コンポーネント（４，４’）を含むキャビティ（５）を有するウェハ（２）、いわゆる受ウェハであって、これらのコンポーネントの活性面（１０）が当該受ウェハの面（８）、いわゆる前面、と同一平面にある、ウェハと、
前記キャビティ内の前記コンポーネントを側面に沿ってコーティングする材料（６）と、
一方の面に前記受ウェハの前記前面（８）及び前記コンポーネントの前記活性面（１０，１０’）が付着され、他方の面に支持体（２１）を付着することができる両面感熱性接着剤層（２２）と、
を含む電子デバイス。
【請求項１１】
前記感熱性接着剤層（２２）は、
加熱されたときその接着性を失う熱膨張性材料の膜（２２１，２２２）で両面が被覆されたＰＥＴ層（２２０）を含むタイプのもの、又は
前記層（２２）をスライドさせることによって前記支持体（２１）と前記ウェハ（２）の前面（８）とを分離できるサーマルウェッティングタイプのもの、
である、請求項１−９のいずれかに記載の方法又は請求項１０に記載の電子デバイス。
【請求項１２】
前記感熱性接着剤層（２２）は、加熱されたときその接着性を失う熱膨張性材料の膜（２２１，２２２）で両面が被覆されたＰＥＴ層（２２０）を含み、前記両熱膨張性材料の膜が互いに異なる分離温度を有する、請求項１１記載の方法又は電子デバイス。
【請求項１３】
前記接着剤層及び／又は前記支持体（２１）は透明である、請求項１−９のいずれかに記載の方法又は請求項１０−１２のいずれかに記載の電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体材料、例えばシリコン内にウェハスケールでマイクロシステムをアセンブルする技術に関する。
【０００２】
本発明は、特に、一般に「Ａｂｏｖｅ−ＩＣ」と呼ばれている、受動コンポーネント、検出器又は光電子コンポーネント、又はＭＥＭを直接回路上に高密度集積するための技術が要求される分野に関する。
【背景技術】
【０００３】
現在、異種材料集積方法は全シリコンウェハ上で達成することができるのみである。それゆえ、「Ａｂｏｖｅ−ＩＣ」方法はマイクロシステム集積装置がウェハを使用できる分野に限定され、工場における種々のマスクセット及びウェハの製造に関して多大なコスト（３００ｍｍウェハへの切り替えに対して数拾万ユーロから数百万ユーロ）が必要とされる。これに関連して、これらのコストは新技術の出現の障害であり、アクタが極めて制限されることが理解される。
【０００４】
さらに、電話のような分野においては、集積回路の活性表面は、システムに必要とされるすべてのコンポーネント（受動コンポーネント、増幅器、スイッチ、ＳＡＷ又はＢＡＷコンポーネント）をその上に受けるには十分でない。実際には、種々のコンポーネントをＰＣＢ（プリント回路）型の基板又はセラミック基板上にアセンブルする必要がある。その構造は多くの場合複雑であり、アセンブリ及び相互接続が多くの個別処理（コンポーネントの設置及びワイヤ配線）を必要とする。
【０００５】
現在、マイクロシステムの集積化は、コンポーネントをＳＭＣ型の個別受動コンポーネントが設けられたセラミック又はＰＣＢに移転させることによって達成されている。コンポーネントはＰＣＢ上に貼り付けもしくは半田付けされ、電気接続は「ワイヤ配線」型の金属ワイヤにより達成され、またチップのパッドがＰＣＢ「フリップチップ」に対面している場合には半田により達成される。後者のタイプの移転は、相互接続長が短くなるため有利である。
【０００６】
個別のチップをポリマー内にコーティングすることによってウェハを個別のチップから改質する別の技術が存在する。
【０００７】
この技術では露出コンポーネントの活性面が一時的に接着剤層に貼り付けられ、次にこれらのコンポーネントのコーティング及びリルーティング（再経路設定）が実行される。この技術は非特許文献１に公開されている。
【０００８】
このタイプの技術については、特許文献１，特許文献２に開示された方法並びに特許文献３に開示された技術も知られている。特許文献４に開示された技術は既にケーシングされたコンポーネントに適用するものであり、この技術はコンポーネントのコンタクトを修復するためにケーシングの一部分を研磨する必要があるため極めて複雑である。
【０００９】
これらの技術の実施によりもたらされる問題は、改質されたウェハの湾曲及びそれらの脆弱性にある。このような湾曲は、温度の変化中に、コーティング樹脂とシリコンコンポーネントとの熱膨張係数の差により生じる。さらにその硬化中にコーティング樹脂の収縮又は縮小効果が生じ得る。
【００１０】
これに起因して１００ｍｍの直径を有するウェハに対して１００μｍ以上のたわみを有する湾曲が生じる可能性があり、この湾曲は装置の多数のピースにおいて処理するには大きすぎ、これはいくつかの方法に対して致命的であり、その方法を均一に適用するためには、例えばウェハを支持体に押し付けることが要求され、これは「ホットプレート」型（ホット支持体上）のアニーリングを行う場合である。
従って、この方法は工業的に適用するのが難しく、極めて信頼性に乏しいままである。
【００１１】
別のタイプの方法は、コンポーネントをその内部に集積化するフレームを提案している。このアセンブリは基板に接着接合される。
【００１２】
このタイプの方法の欠点は、コーティング材料の硬化処理に耐えリバーシブルである、コンポーネント及びフレームの正確な接着接合を保証することにある。
【００１３】
半導体コンポーネントを具えた集積構造を形成する別の方法は特許文献５に記載されている。この方法は、永久接着剤面と加熱されると接着性を失う接着剤面とを含む両面接着フィルムを用いるものである。永久接着剤面は支持体に接着され、コンポーネントは可逆的接着剤面に転着される。
【００１４】
この方法の欠点は、ウェハ及びその支持体の分離にある。事実、このタイプのフィルムはプレーナ鋼体面への接着接合及び分離によく適合する。記載した発明では、コーティング材料が液体状態で体積又は注入され、次いで硬化される。この場合、接着剤によってより密着した接合が生成される。この場合、この密着接合の除去はデリケートであり、引き剥がしが有利であるが、これはフィルムと支持体の接着接合は永久であるために不可能である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】Chang-Lee他、「Bond Wireless Multichip Packaging Technology for High Speed Circuits」、「IEEE Transactions on Component Hybrids and manufacturing Technology」、 Vol.15、 No.4、pp. 451-256
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】米国特許第５，３５３，４９８号明細書
【特許文献２】米国特許第５，４９７，０３３号明細書
【特許文献３】仏国特許第２８５７１５７号明細書
【特許文献４】仏国特許第２８６４３４２号明細書
【特許文献５】米国特許第７２０２１０７号明細書
【発明の概要】
【００１７】
本発明は、第１に、個別のコンポーネントを備える集積電子デバイスに関し、該電子デバイスは、
前記コンポーネントを含むキャビティを有するウェハ（いわゆる受ウェハ）であって、これらのコンポーネントの活性面が当該受ウェハの面（いわゆる前面）と同一平面にある、ウェハと、
前記キャビティ内の前記コンポーネントを側面に沿ってコーティングする材料と、
前記受ウェハの前記前面及び前記コンポーネントの前記活性面が付着される両面感熱性接着剤層（２２）と、
を含む。
【００１８】
本発明は、個別のコンポーネントを受け入れることができるキャビティを有するウェハ（いわゆる受ウェハ）内に個別のコンポーネントを集積化する方法にも関し、この方法は、
（ａ）支持体と、両面感熱性接着剤層と、前記ウェハと、前記キャビティ内に、それらの活性面が前記ウェハの面（いわゆる前面）と同一平面になるように配置された前記コンポーネントとを含み、この前面が前記両面感熱性接着剤層とアセンブルされている積層体を形成するステップと、
（ｂ）前記キャビティ内の前記コンポーネントを側面に沿ってコーティングする材料を注入するステップと、
を含む。
【００１９】
従って、本発明は、集積化されたコンポーネントを備える電子デバイスを提案するとともに、個別のベアコンポーネントを受ウェハ内に集積化し、コンポーネントの活性面をこの受ウェハの一つの面の平面に位置させることができる技術を提案する。
【００２０】
両面感熱性接着剤層を使用することによって、ウェハとの接着のみならず支持体との接着も破ることができる。
【００２１】
従って、ステップ（ｂ）後に、支持体及び／又は両面感熱性接着剤層の残部又は一部分を除去するステップを実行することができる。
【００２２】
前記感熱性接着剤層は、例えば、
加熱されたときその接着性を失う熱膨張性材料の膜で両面が被覆されたＰＥＴ層を含むタイプのもの、できればこれらの膜が互いに異なる分離温度（接着性消失温度）を有するもの、又は
前記接着剤層をスライドさせることによって前記支持体と前記ウェハの前面とを分離できるサーマルウェッティングタイプのもの、
とすることができる。
【００２３】
このような方法は、前記ウェハの表面の少なくとも一部分に電気絶縁層を形成する予備ステップを含むことができる。
【００２４】
前記ステップ（ａ）は、前記接着剤層を前記ウェハと予備アセンブリし、次に前記支持体を前記接着剤層とアセンブリし、前記ウェハを前記接着剤層にアセンブリする前又は後に前記コンポーネントをこの接着剤層上に設置するステップを含むことができる。
【００２５】
その代わりに、前記ステップ（ａ）は、前記接着剤層を前記支持体と予備アセンブリし、次に前記ウェハを前記接着剤層とアセンブリし、前記ウェハを前記接着剤層にアセンブリする前又は後に前記コンポーネントを前記接着剤層上に設置するステップを含むこともできる。
【００２６】
前記ウェハの材料及び前記コーティング材料は、既知の技術の問題、特にウェハの湾曲及びそれらの脆弱性の問題を制限もしくは除去することができる特性を有するものとし得る。
【００２７】
従って、本発明のデバイス又は方法においては、前記ウェハの材料は２ｐｐｍ／℃〜７ｐｐｍ／℃の範囲内の熱膨張係数を有し、且つ／又前記側面コーティング材料はウェハの全体積の３０％以下の最終体積を有する。
【００２８】
本発明の方法又はデバイスにおいては、前記ウェハは半導体材料、例えばシリコン又はＡｓＧａ又はＩｎＰのウェハ、もしくはＳＯＩ型のウェハ、ホウケイ酸塩又はアルミノ酸塩型のガラスウェハ、もしくは窒化アルミニウム又はムライトのウェハとすることができる。
【００２９】
受ウェハ又はダイはバージンであっても、その片面又は両面が、例えば表面の不活性化（絶縁層の堆積）及び／又はエッチング及び／又は位置決めパターンの堆積及び／又は薄層内受動素子の形成及び／又は導電ビアの形成などの種々の処理を予め受けていても良い。
【００３０】
前記ウェハの表面の少なくとも一部分の上に絶縁層を形成するステップを予め実施してもよい。
【００３１】
コンポーネントの挿入後に、前記受ウェハの裏面を薄くするステップを実行してもよい。
【００３２】
コンポーネントを挿入し得る前記ウェハのキャビティは貫通キャビティとすることができる。
【００３３】
前記受ウェハは、１つ以上のコンポーネント及び／又は１つ以上のアライメントパターンをさらに含むことができる。
【００３４】
本発明により集積化されたウェハはマイクロエレクトロニクス又はマイクロシステム製造ラインのプリプロセス又はポストプロセスに導入することができる。
【００３５】
受ウェハに実行し得る技術的処理の例としては、薄層内への受動素子の集積化、又は任意の他の方法、例えば「ａｂｏｖｅ−ＩＣ」型、金属化ビアの形成、コンタクトパッドのリルーティング、「マイクロバンプ」技術、コンポーネントの移転を挙げることができる。
【００３６】
本発明によれば、特に、種々のプロセスから生じる個別のコンポーネント（Ｓｉ，ＳｉＧｅ，ＡｓＧａ，ＳＯＩ，ＩｎＰ）を集積化し、接続し、システムを１つのウェハの規模で集合的に実行される処理によって高い集積レベルで完成させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１Ａ及び１Ｂは本発明によるデバイスを示す。
【図２】本発明によるデバイスを示す。
【図３】追加の絶縁層を有する本発明によるデバイスを示す。
【図４】図４Ａ−４Ｈは本発明による方法の模範例の工程を示す。
【図５】図５Ａは本発明の範囲で適用し得る一つの模範的な接着剤層を示し、図５Ｂはウェハをこの接着剤層とアセンブルするステップを示す。
【図６】本発明の範囲内で別のタイプの接着剤の使用中に摺動によりウェハを分離する処理を示す。
【図７】本発明による方法により得られたデバイスの一部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明により得ることができるデバイスの２つの例が図１Ａ及び図１Ｂに断面図で示されている。
これらの２つのデバイスの各々は、例えば厚さｈを有する半導体材料のダイ２を含む。このダイのキャビティ５，５’内に１つ以上の電子コンポーネント４，４’が含まれており、これらのコンポーネントはすべて同一のものとしても互いに異なるもの（特に厚さが異なるもの）としてもよい。これらのコンポーネントの活性面は参照番号１０，１０’で示され、これらの活性面はその上に各コンポーネントの機能を定める基本コンポーネントが形成される面である。コンポーネントのこれらの活性面１０，１０’は受ダイ２の面８（いわゆる前面）と同一平面にある。コンポーネント４の１つ以上は、特にマイクロエレクトロニクスの分野からの半導体コンポーネント、例えば集積回路及び／又はＭＥＭＳセンサ、及び／又は光学コンポーネント（ＭＯＥＭＳ）及び／又はバイオコンポーネント及び／又はスイッチとすることができる。
【００３９】
２つの隣接するキャビティ５，５’は距離Ｌ２，Ｌ１だけ隔てられ、この距離はコンポーネントの幅を示している。平面８の第２の方向（図の平面に垂直の方向）の対応する寸法（幅、２つの隣接するキャビティを隔てる距離）はＬ１，Ｌ２とほぼ同一である。これらの寸法は図２にも示されている。寸法ｈ、Ｌ１，Ｌ２の大きさは後で与えられる。
【００４０】
コーティング材料６がコンポーネントを取り囲み、それらの外側面とキャビティ５，５’の壁との間の接合を確保する。
【００４１】
図１Ｂにおいて、上述したデバイスはさらに両面感熱性の接着剤層２２が設けられた基板２１の上に載置される。従って、この接着剤層は、その各面が所定の温度まで接着性で、この温度以上で接着性を失うものである。換言すれば、この実施例では基板２１、層２２、コンポーネント及びそれらのコーティング６が順番に設けられる。基板２１と層２２は透明とすることができる。従って、接着剤層２２は支持基板と受ウェハ２の前面８の平面との間に介挿される。この平面とコンポーネントの活性面はこの接着剤層２２の上に貼り付けられる。
【００４２】
図２は受ダイ２からなる基板を示す。このダイでは、複数のコンポーネント４，４’が挿入され、それらの活性面１０，１０’がダイの一つの面８の平面内に見えている。異なるコンポーネントは異なる厚さ、特にウェハ２の厚さと異なる厚さを有することがある。面８は、コンポーネント４を受け入れる前に処理しておくことができる。次に、面８は、後に説明するように、「ａｂｏｖｅ−ＩＣ」型の方法で処理することができる。
【００４３】
ダイ２の材料は、その熱膨張係数（ＨＥＣ）が電子コンポーネント４のＨＥＣと同一もしくは極めて近いものとするのが好ましく、コンポーネント４の半導体材料により決定される。この場合、ダイ２のＨＥＣはほぼ２ｐｐｍ／℃〜７ｐｐｍ／℃の範囲内にする。この範囲のＨＥＣを有するウェハ材料２を選択することにより、（既知のデバイスにおけるコンポーネントの材料とダイとの間のＨＥＣの大きな差に起因する）湾曲問題を大幅に減少させることができる
【００４４】
受ダイ２の選択は挿入されるコンポーネントの性質にできるだけ依存させる。一般に、コンポーネントはシリコンであるが、他の半導体材料、例えばＡｓＧａ又はＩｎＰとすることができる。
【００４５】
コンポーネント４がシリコンである場合又は本質的にシリコンの基板又はＳＯＩ型の基板からなる場合には、受ダイ２には２ｐｐｍ／℃〜７ｐｐｍ／℃の範囲又はさらには２ｐｐｍ／℃〜５ｐｐｍ／℃の範囲に含まれるＨＥＣを有する材料を選択するのが好ましい。例えば、それ自体シリコンである受ダイを選択する。
【００４６】
コンポーネントがＩｎＰ又はＡｓＧａである場合又は本質的にＩｎＰ又はＡｓＧａ基板からなる場合には、受ダイ２には３．５ｐｐｍ／℃〜７ｐｐｍ／℃の範囲に含まれるＨＥＣを有する材料を選択するのが好ましい。例えば、それ自体ＩｎＰ又はＡｓＧａである受ダイを選択する。
【００４７】
さらに受ダイ材料２の一例として、シリコン（ＨＥＣは温度に依存して２．５ｐｐｍ／℃〜４．２ｐｐｍ／℃の範囲内であり、２０℃で２．５ｐｐｍ／℃）、又はＡｓＧａ（約５．４ｐｐｍ／℃のＨＥＣ）、又はＩｎＰ（約４．６ｐｐｍ／℃のＨＥＣ）、又はホウケイ酸ガラス（約４．５ｐｐｍ／℃のＨＥＣ）、又はアルミノケイ酸ガラス（約４．７ｐｐｍ／℃のＨＥＣ）、又は窒化アルミニウム（ほぼ２．１〜４．４ｐｐｍ／℃の範囲内のＨＥＣ）、又はムライト（ほぼ３．５〜４．４ｐｐｍ／℃の範囲内のＨＥＣ）、又はセラミックス（４ｐｐｍ／℃に近いＨＥＣ）を挙げることができる。適合するＨＥＣの材料を選択することが好ましい。コンポーネント４を形成するための基板として使用される材料と同じ材料を選択するのが有利である。
【００４８】
厚さｅのコーティング材料６がコンポーネント４を取り囲む。このコーティング材料は、コンポーネントの側面又はエッジと、対応するキャビティ５の側面との間の接合又は良好な付着をもたらす。このコーティング材料は低い熱膨張係数、即ち例えば１ｐｐｍ／℃〜１０ｐｐｍ／℃の範囲内の熱膨張係数を有するものとするが好ましい。さらに、その硬化中に収縮又は縮小が全くもしくはほとんどないものとするのが好ましい。
【００４９】
コーティング材料６の一例として、エポキシ樹脂、ポリウレタン、エラストマ、シリコーン材料、アクリル、メタクリレート、ポリプロピレン又は可溶ガラスを挙げることができる。これらの材料の各々は高いＨＥＣを有し、これを減少させるために、選択した材料をシリカ粒子と混合することができる。
【００５０】
特にコンポーネントのＨＥＣに近いＨＥＣを有するウェハ２の材料の場合には、キャビティ５のサイズをコンポーネント４のサイズと適合させることによって、コーティング材料６の体積を最小にすることができる。この場合、コンポーネント４と同じＨＥＣ又はコンポーネント４に近いＨＥＣを有する固体材料の割合を再構成されたウェハ２において最大にすることができる。最終ウェハ（基板２とコンポーネント４とコーティング材料を含む）に対して、（キャビティ５，５’が設けられた）初期ウェハとコンポーネント４からなるアセンブリは例えば体積で７０％又は８０％以上の大きな部分を占めるのが好ましい。この場合、コーティング材料６は最終集積ウェハの体積の３０％又は２０％以下になる。
【００５１】
上で示した範囲内のＨＥＣを有するウェハ２の材料と結合したコーティング材料のこの低い割合は、既知のデバイスにおけるコンポーネント材料とダイ材料との間の大きなＨＥＣの差による湾曲の問題を除去もしくは強く抑制することができる。
【００５２】
寸法ｈ，ｅ，Ｌ１及びＬ２の大きさは次の通りとすることができる。
ｈは１０μｍ〜数ｍｍの範囲内，例えば５ｍｍにすることができ、
ｅは２０μｍ〜数ｍｍの範囲内，例えば１ｍｍにすることができ、
Ｌ１は１００μｍ〜数ｍｍの範囲内，例えば５ｍｍにすることができ、
Ｌ２は１００μｍ〜数ｍｍの範囲内，例えば５ｍｍにすることができる。
【００５３】
これらの値は一例であり、上記の範囲外の他の値とすることもできる。
【００５４】
同様に本発明の方法により得られる集積デバイスの断面図を示す図３に示されるように、ダイ２が半導体特性を有する場合には、コンポーネント４がダイ２の半導体特性により妨害されないように、ダイ２の全表面又はその一部分の上に電気絶縁層２０を堆積することができる。この絶縁層２０は、例えば熱酸化又は薄層堆積（数ｎｍ〜数μｍの範囲内の厚さ）により生成される。
【００５５】
コンポーネント４及びコーティング材料６が設けられたダイ２の製造後に、ダイ２に種々の処理又はプロセスを施すことができる。例えば「アバブＩＣ」型プロセスの種々の例を挙げることができ、支持基板２１及び層２２を除去した後に、ウェハ２の面８及びコンポーネントの活性面１０，１０’ の上に、以下に説明するプロセス、
薄層内に受動素子（抵抗及び／又はキャパシタ及び／又はインダクタ）を集積するプロセス、
電気コンタクト及び／又はコンポーネント４，４’の相互接続をリルーティングするプロセス（例えば図３にはコンポーネント４の間に簡単な接続１１が示されているが、トラック及びコンタクトの複雑なセットをウェハの表面に形成することができる）、
コンポーネント４の表面１０の上に、例えば可溶性ビードの引き出し、又はビードの移転、又は「スタッドバンプ」の形成、又はマイクロインサートの成長、又はウェハ上におけるコンポーネントのハイブリダイゼーションにより、光学コンポーネント（例えばミクロレンズ）又は相互接続パッドを集積するプロセス、
を実行することができる。
【００５６】
本発明によるデバイスを製造する模範的な方法は図４Ａ−４Ｇと関連して与えられる。
【００５７】
ウェハ（図４Ａ）は、上述したＨＥＣを有する材料のものが選択される。例えば、バージンシリコン又は既に処理されているものである。このウェハは位置決め用パターン及び／又はコンポーネント（例えば薄層）及び／又はウェハを貫通する導電ビアをふくむことができる。
【００５８】
このウェハにキャビティ５が、レーザエッチング、ＫＯＨエッチング、又は超音波加工又は研磨のような技術により形成される（図４Ｂ）。これにより受ウェハ２が形成される。
【００５９】
既に述べたように、次に露出表面を熱酸化により又はＳｉＯ２，ＳｉＮ型等の絶縁材料を堆積することにより不活性化するのが好ましい。
【００６０】
さらに、剛性平面支持体２１上への両面感熱性材料の層２２の取り付けが進められる。ウェハのいわゆる前面である面８は層２２の基板２１とは反対側の面２２’上に転着される。両面感熱性材料の層２２は両面で接着性を有する。しかし、層２２の２つの面のいずれか一つは所定の温度以上に加熱されると同時にその接着性を失う。
【００６１】
支持体２１は例えばシリコン又はガラスの別のウェハである。（例えば約２００℃への加熱によって生じる）樹脂の硬化時において（変位及び／又は収縮を制限することによって）コンポーネントの適切な位置決めを確保するために、この別のウェハも受ダイ２のＨＥＣに近い又は等しいＨＥＣを有する。
【００６２】
代替例として（図４Ｄ）、両面感熱性材料の層２２を最初に図４Ｂのウェハ（キャビティ５が設けられている）の前面上に取り付け、このアセンブリを基板２１に転着することもできる。
【００６３】
代替例（図４Ｃ又は図４Ｄ）のどちらを用いても、支持体と接着剤とウェハのアセンブリは、キャビティ５を有するウェハ２と層２２と支持体２１を含む構造になる。
【００６４】
次に、コンポーネント４のキャビティ５内への取り付けが進められる（図４Ｅ）。
【００６５】
コンポーネント４を取り付ける装置によって、ミクロンのオーダの横方向精度を５．１０−４ｒａｄより良い平行度で達成することができる。これらの値は（支持体を除去した後に）コンポーネントの活性面上に位置する接続パッド（一般に数十ミクロンの幅を有する）上のコンタクトを回復させるのに十分である。
【００６６】
このとき、コンポーネント４はそれらの活性面１０が粘着層２２に向けて設置される。キャビティ内のアライメントは図４Ｅに２５，２７，２９で示される受ウェハ２又は粘着層２２に予め形成されたパターンにより達成することができる。
【００６７】
このステップの代替例では、コンポーネントを最初に基板２１上に載置された粘着層２２上に設置し、次にキャビティ５がコンポーネント４を取り囲むように受ダイ２を付加する。
【００６８】
いずれの場合も、コンポーネントの支持体２１への一時的な保持は支持体２１上に被着された粘着層２２により達成される（図４Ｅ）。この層２２は樹脂６を硬化させる次の加熱処理に耐えることができるもの、即ちその分離温度が樹脂６の硬化温度より高いものとするのが好ましい。
【００６９】
次に、キャビティ５の自由空間にコーティング材料６を例えば上で示した割合（最終ウェハの３０％又は２０％以下の体積比）で充填するステップが進められる（図４Ｆ）。この材料は、例えば注入器により局所的にウェハ上に供給され、あるいはもっと粗く一つもしくは多数の大きな液滴としてウェハ上に堆積される。コーティング樹脂のキャビティ５内への侵入は真空の供給により促進することができる。次にこの充填材料６はフィルム２２の接着性を抑制しない温度まで加熱することによって硬化される。
【００７０】
次に、裏面８’の薄層化及び研磨が実行される（図４Ｇ）。
【００７１】
次に、支持体２１が分離されるまで層２２の分離温度を超える温度に上昇させるステップが進められる。この段階では、接着剤層２２はコーティング材料６とフィルム２２との界面でウェハ２に付着したままである。これらの界面（図４Ｇに６’で示されている部分）は層２２の残留付着点を構成する。次に、フィルムを除去するステップがここで再び温度上昇により進められる。これにより、例えば図１Ａの構造が得られる。
【００７２】
支持体２１が透明である場合には、フィルム２２は支持体２１を通した露光により除去することができる。この露光は最初にフィルム２２を基板２１から除去することを可能にする。次に引き剥がしによりフィルム２２をウェファから分離することができる。
【００７３】
得られたコーティングの前面８は、コンポーネント４の活性面１０を含むため、処理されてはならない。
【００７４】
次に、ウェハは、例えば上述したタイプの「ａｂｏｖｅ−ＩＣ」ステップに対するマイクロエレクトロニクス型の製造ラインへ再導入することができる。
【００７５】
基板２１及び層２２の除去後に、アセンブリを強固にするためにウェハ２は第２のウェハ３０上に付着することができる（図４Ｈ）。第２のウェハ３０を具えたアセンブリは基板２１及び層２２の除去前に行うこともできる。
【００７６】
一般に、熱膨張性材料の層２２は、例えば１００℃〜２００℃の範囲内の種々の温度で接着特性を失い得る。それより低い温度では、それらの接着特性は維持される。これらの温度はコーティング材料６の硬化温度と両立し得る。言い換えれば、層２２がその接着特性を失う前に、コーティング材料の硬化が始まる。材料６の硬化温度は層２２がその接着性を失う温度より低い。この層２２の正確な組成の選択はコーティング材料６の硬化速度にも依存する。実際上、コーティング材料６はフィルム２２が取り外される前に十分に硬化させる必要がある。
【００７７】
本発明の範囲内で有利に使用できる典型的な接着剤層２２は、図５Ａに示されるように、各面が加熱されたとき接着性を失う熱リリース型又は熱膨張性材料の層２２１，２２２で両面が被覆されたＰＥＴ基板２２０を含む。
【００７８】
本発明においてこのタイプの層を使用すると、特に以下の多くの利点が得られる。最初に基板２１の取り外しが進められ（それゆえ層２２はウェハに一時的に被着されたままである）、次にウェファの取り外しが進められる（この場合には層２２がウェハから分離される）場合には、２つの層２２１，２２２間のＰＥＴ膜２２０が支持体２１の分離後の十分な剛性をもたらす。
【００７９】
このタイプの層は例えばＨａｅｕｎ  Ｃｈｅｍｉｔｅｃ社により製造され、Ｒｅｘｐａｎ（商品名）として市販されている。
【００８０】
基板２２０のそれぞれの面に異なる熱膨張型の接着剤２２１，２２２を含むフィルム、即ち
第１の接着剤、例えば接着剤２２１が支持体２１と接触し、第１の温度で取り外し可能であり、
第２の接着剤、例えば接着剤２２２がウェハ２と接触し、第１の温度より高い第２の温度で取り外し可能である、
フィルムを用いるのが有利である。
【００８１】
こうして、この接着剤フィルムはコーティング材料６の硬化後にのみ取り外す。これは、コーティング材料６の硬化時間が長いために重要である。実際上、これらの接着剤は長く加熱しすぎると再び接着性になり、除去が難しくなる。この場合には、コーティング材料が完全に硬化されなくても、支持体２１を取り外すことができることが有利である。
【００８２】
このタイプのフィルムを図４Ｇのステップの終了時に取り外すために、次に支持体２１が取り外されるまで温度上昇が進められる（図５Ｂ）。この段階では、接着剤層２２はウェハ及びコーティング材料６と層２２との界面に付着されたままである。これらの界面（図５Ｂに６’で示されている部分）は層２２の残留付着点を構成する。硬化時にコーティング材料６と接着剤２２との界面６’に形成される強い機械的接続は、おそらく接着剤の表面に存在する隙間内への液体樹脂の侵入及び／又は化学的結合の生成のためである。
【００８３】
次に、同様に温度上昇によりフィルム２２の除去が実行され、例えば図１の構造になる。
【００８４】
本発明の範囲内で有利に適用し得る別のタイプの接着剤層２２は「Ｂｒｅｗｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ」社により提供されているサーマルウェッティング樹脂である。
【００８５】
この第２のタイプの樹脂は、コーティング材料の硬化中硬いままであり、サーマルウェッティングであるため、本発明に良く適合し、高い温度、例えば約２５０℃で数分間の間に、ウェハと支持体とを、両接触表面、即ち層２２の表面と、この表面と接触する基板の表面とをスライドさせることによって容易に分離することができる。このステップは図６に示されている。この図では、フィルム２２の部分２２’はウェハ２２に残存する。この残存部分は樹脂メーカにより提供される適切な溶剤により容易に取り除くことができる。
【００８６】
上述した熱接着性フィルム２２の両例によれば、ウェハ内へのコンポーネントの集積化を５μｍ以下のｚ（垂直方向）平坦度公差で達成できる。図７は本発明の方法により得られたデバイスの一部分の拡大図であり、Ｓｉのフレーム部分２、Ｓｉのコンポーネント４及びコーティング材料６を具える。この写真は良好な平坦度が得られることを示す。
【００８７】
従来のアセンブリング技術と比較して、本発明はコンポーネントをもはやウェハ上に集積化する（いわゆる「チップ・オン・ウェハ」技術）ものではなく、ウェハ２内に集積化する（いわゆる「チップ・イン・ウェハ」技術）ものである。それらの露出活性面１０はウェハの研磨された面の平面８にあり、これによりコンポーネントをマイクロエレクトロニクス製造ラインに再導入して高密度「ａｂｏｖｅ−ＩＣ」プロセスにより処理を続けることができる。
【００８８】
さらに、本発明による方法は既に試験されたコンポーネント４（「試験済み良ダイ」）を同じウェハ内に異なるソース上に異なる厚さで混載することができる。例えば、ウェハの両面間の導電パスとして使用されるコンポーネントのみを集積化することができる。
【図１Ａ】
2010529664.tif 000003
【図１Ｂ】
2010529664.tif 000004
【図２】
2010529664.tif 000005
【図３】
2010529664.tif 000006
【図４Ａ】
2010529664.tif 000007
【図４Ｂ】
2010529664.tif 000008
【図４Ｃ】
2010529664.tif 000009
【図４Ｄ】
2010529664.tif 000010
【図４Ｅ】
2010529664.tif 000011
【図４Ｆ】
2010529664.tif 000012
【図４Ｇ】
2010529664.tif 000013
【図４Ｈ】
2010529664.tif 000014
【図５Ａ】
2010529664.tif 000015
【図５Ｂ】
2010529664.tif 000016
【図６】
2010529664.tif 000017
【図７】
2010529664.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成21年4月7日(2009.4.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
個別のコンポーネント（４，４’）をウェハ（２）内に集積化する方法であって、このウェハは前記コンポーネントを受け入れることができるキャビティ（５）を有しており、
（ａ）支持体（２１）と、各面が接着性で感熱性の両面感熱性接着剤の層（２２）と、前記ウェハ（２）と、前記キャビティ内に、それらの活性面（１０）が前記ウェハの面（８）、いわゆる前面、と同一平面になるように配置された前記コンポーネント（４，４’）とを含み、この前面が前記両面感熱性接着剤層（２２）とアセンブルされている積層体を形成するステップと、
（ｂ）前記コンポーネント（６）を側面に沿ってコーティングする材料を前記キャビティ内に注入するステップと、
を含むコンポーネントの集積化方法。
【請求項２】
前記ステップ（ｂ）後に、前記支持体（２１）及び／又は前記両面感熱性接着剤層（２２）の少なくとも一部分を除去するステップをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ウェハの少なくとも一部分に電気絶縁層（２０）を形成する予備ステップを含む、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記ステップ（ａ）は、
（a1）前記接着剤層（２２）を前記ウェハ（２）と予備アセンブルし、次に前記支持体（２１）を前記接着剤層とアセンブルし、前記ウェハを前記接着剤層にアセンブルする前又は後に前記コンポーネントをこの接着剤層上に設置するステップ、又は
（a’1）前記接着剤層（２２）を前記支持体（２１）と予備アセンブルし、次に前記ウェハ（２）を前記接着剤層（２２）とアセンブルし、前記ウェハを前記接着剤層にアセンブルする前又は後に前記コンポーネントを前記接着剤層上に設置するステップ、
を含む、請求項１−３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記受ウェハ（２）の裏面を薄層化するステップをさらに含む、請求項１−４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記ステップ（ｂ）の前又は後に、前記ウェハを補強用基板（３０）とアセンブリするステップをさらに含む、請求項１−５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記キャビティの少なくとも一部分は、前記受ウェハの厚さ全体を貫通し、その両面で開口している、請求項１−６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記受ウェハは１つ以上のコンポーネント及び／又は１つ以上のパターン（２５，２７，２９）をさらに含んでいる、請求項１−７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記ウェハ（２）の材料は２ｐｐｍ／℃〜７ｐｐｍ／℃の範囲内の熱膨張係数を有し、且つ／又前記側面コーティング材料（６）はウェハの全体積の３０％以下の最終体積を有する、請求項１−８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
個別のコンポーネントと集積された電子デバイスであって、
前記コンポーネント（４，４’）を含むキャビティ（５）を有するウェハ（２）、いわゆる受ウェハであって、これらのコンポーネントの活性面（１０）が当該受ウェハの面（８）、いわゆる前面、と同一平面にある、ウェハと、
前記キャビティ内の前記コンポーネントを側面に沿ってコーティングする材料（６）と、
一方の面に前記受ウェハの前記前面（８）及び前記コンポーネントの前記活性面（１０，１０’）が付着され、他方の面に支持体（２１）を付着することができる、各面が接着性で感熱性の両面感熱性接着剤層（２２）と、
を含む電子デバイス。
【請求項１１】
前記感熱性接着剤層（２２）は、
加熱されたときその接着性を失う熱膨張性材料の膜（２２１，２２２）で両面が被覆されたＰＥＴ層（２２０）を含むタイプのもの、又は
前記層（２２）をスライドさせることによって前記支持体（２１）と前記ウェハ（２）の前面（８）とを分離できるサーマルウェッティングタイプのもの、
である、請求項１−９のいずれかに記載の方法又は請求項１０に記載の電子デバイス。
【請求項１２】
前記感熱性接着剤層（２２）は、加熱されたときその接着性を失う熱膨張性材料の膜（２２１，２２２）で両面が被覆されたＰＥＴ層（２２０）を含み、前記両熱膨張性材料の膜が互いに異なる分離温度を有する、請求項１１記載の方法又は電子デバイス。
【請求項１３】
前記接着剤層及び／又は前記支持体（２１）は透明である、請求項１−９のいずれかに記載の方法又は請求項１０−１２のいずれかに記載の電子デバイス。
【国際調査報告】
2010529664.tif 000019
2010529664.tif 000020
2010529664.tif 000021
2010529664.tif 000022
2010529664.tif 000023
2010529664.tif 000024