(57)【要約】  埋め込みマイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）（１００）が、絶縁性ボード（１２０）に埋め込まれる半導体チップ（１０１）を含み、このチップは、放射センサＭＥＭＳ（１０５）を含むキャビティ（１０２）を有し、チップ表面におけるキャビティの開口（１０４）が、ＭＥＭＳにより感知される放射（１５０）に透過性があるプレート（１１０）により覆われる。キャビティから離れたプレート表面が、キャビティにおいてＭＥＭＳより感知される放射に晒されるべき露出した中央エリア、及びプレート表面に接する金属フィルム（１１１）と金属フィルム上にスタックされた接着剤の層（１１２）とにより覆われた周辺エリアを有する。
2015517919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋め込みマイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）デバイスであって、
絶縁性ボードに埋め込まれる半導体チップであって、前記チップが、放射センサＭＥＭＳ要素を含むキャビティを有し、前記チップ表面における前記キャビティの開口が、前記ＭＥＭＳ要素により感知される放射に透過性があるプレートにより覆われる、前記半導体チップ、
を含み、
前記キャビティから離れた前記プレート表面が、前記キャビティにおいて前記ＭＥＭＳ要素により感知される前記放射に晒されるべき露出した中央エリア、及び前記プレート表面に接する金属フィルムと前記金属フィルム上にスタックされる接着剤の層とにより覆われる周辺エリアを有する、
ＭＥＭＳデバイス。
【請求項２】
請求項１に記載のＭＥＭＳデバイスであって、更に、前記周辺のプレート表面上に、前記金属フィルム上の前記接着剤層に接する導電性フォイルを含む、ＭＥＭＳデバイス。
【請求項３】
請求項２に記載のＭＥＭＳデバイスであって、前記ＭＥＭＳ要素により感知されるべき前記放射が、電磁放射、音響放射、及び化学的放射を含む群から選択される、ＭＥＭＳデバイス。
【請求項４】
請求項３に記載のＭＥＭＳデバイスであって、前記覆うプレートが、約１５μｍの厚みを有する硬化されたフォトレジスト材料でつくられる、ＭＥＭＳデバイス。
【請求項５】
請求項４に記載のＭＥＭＳデバイスであって、前記保護用金属フィルムが、前記覆うプレート上の約０．１５μｍの厚みのチタンタングステン層、及び前記チタンタングステン層上の約０．２０μｍの厚みの銅層を含む、ＭＥＭＳデバイス。
【請求項６】
マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）デバイスを製造するための方法であって、
放射センサＭＥＭＳ要素を含むキャビティを有する半導体チップを提供する工程であって、前記チップ表面における前記キャビティの開口が、前記ＭＥＭＳ要素により感知される放射に透過性があるプレートにより覆われる、前記半導体チップを提供する工程、及び
前記キャビティから離れた前記プレート表面にわたって、パターニングされた金属フィルムを置く工程、
を含む、方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、前記覆うプレートが、約１５μｍの厚みを有する硬化されたフォトレジスト材料でつくられる、方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、前記保護用金属フィルムが、前記覆うプレート上の約０．１５μｍの厚みのチタンタングステン層、及び前記チタンタングステン層上の約０．２０μｍの厚みの銅層を含む、方法。
【請求項９】
埋め込みマイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）デバイスを製造するための方法であって、
プレートにより覆われるキャビティにおいて放射感知ＭＥＭＳ要素を有するチップを提供する工程であって、前記プレートが、前記キャビティから離れた前記プレート表面上にパターニングされた金属フィルムを有する、工程、
接着剤の層により覆われるパターニングされた導電性フォイル上に前記金属フィルムと共に前記チップ表面を取り付ける工程、
非取り付けチップボディを絶縁性ボードに埋め込む工程、及び
前記覆うプレートから順次、前記導電性フォイルの一部、その後前記接着剤層の一部、及びその後前記金属フィルムの一部を取り除く工程であって、それにより、前記キャビティにおいて前記ＭＥＭＳ要素により感知されるべき放射に前記プレートを晒させる、工程、
を含む、方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、前記導電性フォイルの一部を取り除く前記工程が化学的エッチング技法を含む、方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、前記接着剤層の一部を取り除く前記工程がレーザー技法を含む、方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、前記金属フィルムの一部を取り除く前記工程が別の化学的エッチング技法を含む、方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、前記チップ表面が、前記ＭＥＭＳデバイスに接続されるチップ端子を更に含み、前記方法が、前記チップ端子を前記パターニングされた導電性フォイルに接続することを更に含む、方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、前記覆うプレートが、約１５μｍの厚みを有する硬化されたフォトレジスト材料でつくられる、方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、前記保護用金属フィルムが、前記覆うプレート上の約０．１５μｍの厚みのチタンタングステン層、及び前記チタンタングステン層上の約０．２０μｍの厚みの銅層を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、概して半導体デバイス及びプロセスの分野に関し、更に具体的には、周囲に露出されるセンサチップのためのノック（nook）を備えた、埋め込みマイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）パッケージの構造及び製造方法に関連する。
【背景技術】
【０００２】
集合的にマイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）デバイスと呼ばれる、幅広い種類の製品は、マイクロメートルからミリメートル規模の小さく軽量のデバイスであり、これらは、機械的可動部品、及びしばしば、可動性電気的電力供給及び制御を有し得、又はこれらは、熱的、音響的、又は光学的エネルギーの影響を受け易い部品を有し得る。ＭＥＭＳデバイスは、機械的、熱的、化学的、放射、磁気、及び生物学的な量及び入力を感知し、出力として信号を生成するように開発されてきている。可動及び感知性部品のため、ＭＥＭＳデバイスは、物理的な及び周辺の保護を必要とする。従って、ＭＥＭＳデバイスは、基板上に置かれて、筐体又はパッケージで囲まれる必要があり、筐体又はパッケージは、周囲及び電気的障害から及び応力からＭＥＭＳ構成要素を遮蔽する必要がある。
【０００３】
マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）デバイスが、機械的要素、センサ、アクチュエータ、及びエレクトロニクスを共通基板上に統合する。ＭＥＭＳデバイスのための製造手法は、マイクロエレクトロニクスデバイスに用いられるものに類似するバッチ製造手法を用いることを目指す。ＭＥＭＳデバイスはそのため、製造コストを低減するための大量生産及び最小化された材料消費の利点を得ることができ、一方で、良好に制御された集積回路技術の利用を試みる。
【０００４】
ＭＥＭＳデバイスの例には、マイクロフォン膜を含む圧力センサと、チップの集積された電子回路と結合される加速度計などの慣性センサとの両方の機械的センサが含まれる。デバイスの機械的可動部品は、半導体チップ上の電子的集積回路（ＩＣ）のプロセスフローにおいてセンサ及びアクチュエータと共に製造される。機械的可動部品は、ＩＣ製造の間に何らかの工程においてアンダーカットエッチングにより生成され得、可動性要素及びそれらの動きのためのキャビティをつくるためＭＥＭＳセンサ製造において用いられる特定のバルク微細加工プロセスの例は、異方性ウェットエッチング及びディープ反応性イオンエッチングである。
【０００５】
別の例は、約２×２ｍｍ辺長のシリコンチップにつくられる８ピンデジタル赤外（ＩＲ）温度センサであり、これは、膜内のホールのグリッド（ホール直径約１８μｍ、約３６μｍの中央間ホールピッチ）を介して異方性シリコンウェットエッチングによりつくられるキャビティに懸架されるセンサ膜上のビスマス／アンチモン又はコンスタンタン／銅対のサーモパイル（複数の熱的要素）を含む。キャビティは、センサを保護するため膜を覆うラミネートカバープレート（約１４μｍの厚み）により閉じられ、ＩＲ放射が、キャビティの背部シリコンバルクを介して熱電対ティップに達する。結果として生じる、熱電対ティップ上のホットスポットは、周囲温度で、ティップと対向する熱電対端との間の温度差をつくり、この温度差は、非接触温度測定として監視されるべき電圧差をつくる。８ピンでは、チップは、カバープレート保護キャビティを囲む８個のはんだバンプ又は８個の圧力コンタクトを有し得、そのため、通常、ウエハチップスケールパッケージ（ＷＣＳＰ）と呼ばれる。圧力（又ははんだ付け可能な）コンタクトの改変において、これらのパッケージは、クワッドフラットノーリード（ＱＦＮ）ファミリに属する。
【０００６】
小型化、集積化、及びコスト削減の技術トレンドに続いて、電力管理、電気的性能、及び用途の分野を増大させる一方で、ボード面積、厚み、及びフットプリントを低減するために、チップ及びパッケージを埋め込み且つ相互接続し得る、基板及びボードが最近開発されてきている。これらの例には、集積されたボードのオートモーティブ市場、ワイヤレス製品、及び産業用途への浸透が含まれる。
【０００７】
例として、ウエハレベルパッケージ、受動部品、パワーチップ、スタックされボンディングされたチップ、ワイヤレスモジュール、パワーモジュール、小型化されたｘ／ｙ面積を必要とし、ｚ次元で厚みを縮小させる用途のための概して能動型及び受動型のデバイス、を埋め込むために集積化ボードがうまく適用されてきている。
【発明の概要】
【０００８】
センサなどのＭＥＭＳデバイスが、付加的な１つ又は複数の単一の又はスタックされたチップを含み得る、小型化されたボードに一層大きな集積システムの一部として安全に且つコスト効率よく埋め込まれ得るとしたら、産業、オートモーティブ、及びコンシューマ用途の幅広い分野が開かれるであろう。ＭＥＭＳデバイスが、集積化ボードにおける沈められた位置において動作するには、集積化は、ＭＥＭＳデバイスに対して監視されるべき物理的個体の妨げられないアクセスを可能にすることを必要とし得、集積化ボードは、光、音、気体、湿度などが通過するウィンドウを残す必要がある。温度センサの例において、ＩＲ放射は、キャビティに位置するＩＲセンサに対する妨げられないアクセスを必要とし得、これは、キャビティが、周囲に対する制御された開口を有する必要があることを意味する。埋め込みＭＥＭＳデバイスを生成するための製造プロセスフローには多数のウエハ製造及びチップアッセンブリ工程があり、そのため、それらの工程のシーケンスにわたってセンサを保護する問題があり得る。
【０００９】
本開示は、製造フローを通してＭＥＭＳ要素を保護するため、及びマルチ工程フローの終了時にのみ周囲に対するアクセスのためキャビティを開けるための手法を提供する。開示される手法において、２層のスタック、即ち、ＭＥＭＳキャビティカバープレートにわたって置かれる、プレート上のパターニングされる金属フィルム上の接着剤層、がプロセスフローの全てのその後のレーザー及びエッチング工程を通してキャビティにおけるＭＥＭＳ要素を保護するように機能する。保護金属フィルムは、チップがウエハからまだシンギュレーションされていない間、シリコンウエハフロントエンドプロセスフローにおいてキャビティカバープレートにわたって置かれ、接着剤層は、チップを集積化ボードに沈める初期工程において金属フィルム上に取り付けられる。
【００１０】
一つの例示の実施例が、チップにおいてキャビティから離れたプレート表面にわたって、パターニングされた金属フィルムを置くことによりＭＥＭＳデバイスを製造するための方法を提供する。キャビティは放射センサＭＥＭＳ要素を含む。チップ表面におけるキャビティの開口が、ＭＥＭＳ要素により感知される放射に透過性があるプレートにより覆われる。別の実施例が、キャビティから離れたプレート表面上に金属フィルムを取り付けることであって、パターニングされた導電性フォイル上のチップ表面が接着剤の層により覆われること、その後、非取り付けチップボディを絶縁性ボードに埋め込むこと、及び覆うプレートから順次、導電性フォイルの一部、その後接着剤層の一部、及びその後金属フィルムの一部を取り除くことであって、それにより、キャビティにおいてＭＥＭＳ要素により感知されるべき放射にプレートを晒させることにより、埋め込みＭＥＭＳ要素を製造するための方法を提供する。
【００１１】
別の実施例が、絶縁性ボードに埋め込まれる半導体チップを備えたＭＥＭＳデバイスを提供する。このチップは、放射センサＭＥＭＳ要素を含むキャビティを有する。チップ表面におけるキャビティの開口は、ＭＥＭＳ要素により感知される放射に透過性があるプレートにより覆われる。キャビティから離れたプレート表面は、キャビティにおいてＭＥＭＳ要素により感知される放射に晒されるべき露出した中央エリア、及びプレート表面に接する金属フィルムと金属フィルム上にスタックされる接着剤の層とにより覆われる周辺エリアを有する。ＭＥＭＳ要素により感知されるべき放射は、可視又は赤外光などの電磁放射であり得、又は、この放射は、音などの音響放射、又は気体などの化学的放射であってもよい。
【００１２】
別の実施例が、絶縁性ボードに埋め込まれた２つの半導体チップの垂直のスタックを含み、チップの一方が、プレート被覆された開口を備えたキャビティにおける放射感知ＭＥＭＳ要素であり、他方のチップがマイクロプロセッサ又はメモリを含む。
【００１３】
更に別の実施例が、２つのＭＥＭＳデバイスの組み合わせを含む。１つのＭＥＭＳデバイスが、放射センサを含むプレート被覆されたキャビティを備えたボード埋め込みチップであり、他方のＭＥＭＳデバイスが、集積化ボードに埋め込まれるか又は集積化ボードに取り付けられる放射のエミッタ、又は異なる要素に反応する別のセンサを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明に従った絶縁性ボードに埋め込まれた例示の放射感知マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）を示す。
【００１５】
図２〜図８は、ＭＥＭＳ要素を含むキャビティを備えたチップをつくり、このチップを相互接続ボードに埋め込む製造フローを通してＭＥＭＳデバイスを保護するための製造方法の或る工程を図示する。
【００１６】
【図２】図２は、プレートにより覆われた複数のキャビティを備えて用意された半導体ウエハの一部を示す。
【００１７】
【図３】図３は、プレート表面にわたってパターニングされた金属フィルムを置き、チップをシンギュレーションする工程を示す。
【００１８】
【図４】図４は、チップを導電性フォイル上の接着剤層に挿入する工程を図示する。
【００１９】
【図５】図５は、チップを囲み、導電性フォイルに取り付けられる、絶縁性埋め込みマトリクスを形成する工程を示す。
【００２０】
【図６】図６は、チップ端子を露出させるため、及び絶縁性埋め込みを介する複数のビアホールをつくるためにレーザーを用いる工程を示す。
【００２１】
【図７】図７は、ビアホール内に及び絶縁性ボードにわたって金属をめっきする工程、キャビティプレートの中央エリアにわたって接着剤層を露出させるように、めっきされた金属をエッチングする工程、及びはんだマスクをボード両側に堆積する工程を図示する。
【００２２】
【図８】図８は、中央プレートエリアにおける露出された接着剤層（レーザーにより）及び金属フィルム（エッチングにより）を取り除く工程、及びカバープレートをキャビティにおいてＭＥＭＳ要素により感知されるべき放射に対し開放する工程を示す。
【００２３】
【図９】図９は、絶縁性ボードに埋め込まれた２つの半導体チップの垂直のスタックである、本発明の別の実施例を示す。チップの一方が、プレート被覆された開口を備えたキャビティにおける放射感知ＭＥＭＳ要素であり、他方のチップがマイクロプロセッサ又はメモリを含む。
【００２４】
【図１０】図１０は、２つのＭＥＭＳデバイスの組み合わせである、本発明の別の実施例を示す。ＭＥＭＳデバイスの一方が、放射センサを含むプレート被覆されたキャビティを備えたボード埋め込みチップであり、他方のＭＥＭＳデバイスが、集積化ボードに埋め込まれるか又は集積化ボードに取り付けられた放射のエミッタであり得、又は、異なる要素に反応する別のセンサであり得る。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、概して１００で示すデバイスの形式の例示の実施例を図示する。このデバイスは、端子１０６を備えた半導体チップ１０１を含み、チップ１０１は絶縁性ボード１２０に埋め込まれる。チップ１０１は、マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）要素１０５を備えたキャビティ１０２を含む。赤外線感知ＭＥＭＳ要素として適切な例示のチップは、約２ｍｍの辺長１０３を有する正方形であり得る。ボード１２０は、デバイス１００の外部部品への相互接続のために取り付けられる複数のはんだバンプ１３０を有する。一例として、はんだバンプ１３０を加えたボード１２０の高さ１４０は約１ｍｍであり得る。
【００２６】
チップ１０１は、チップ１０１の表面とデバイス１００の頂部側とに面する開口１０４を備えたキャビティ１０２を有する。図１の例示の実施例において、キャビティ１０２内部には、好ましくは放射センサであるＭＥＭＳ要素１０５がある。例示のセンサは、可視又は赤外光などの電磁放射、音など音響放射、及び気体などの化学的放射に反応する群から選択され得る。図１におけるセンサとして好ましい例は、センサ膜１０５上のビスマス／アンチモン又はコンスタンタン／銅対のサーモパイル（複数の熱的要素）を含むデジタル赤外（ＩＲ）温度センサである。膜は、膜内のホールのグリッド（ホール直径約１８μｍ、中央間約３６μｍのホールピッチ）を介して異方性シリコンウェットエッチングによりつくられるキャビティ１０２に懸架される。
【００２７】
図１に示すように、キャビティ１０２の開口は、センサを保護するため膜を覆うラミネートカバープレート１１０（約１５μｍ厚み）により閉じられ、このプレートは、ＭＥＭＳ要素により感知される放射に透過性がある。図１の例において、プレート１１０の中央領域は、ＩＲ放射１５０が、プレートを介して熱電対ティップに達し得るように露出されている。この例では、プレートの好ましい材料は硬化されたフォトレジストである。キャビティ１０２の開口１０４及びＭＥＭＳ要素１０５は、入ってくる放射１５０に面しているため、ＭＥＭＳ要素１０５の感度は、フィルタとしてのバルク半導体を介してＭＥＭＳ要素により放射が受け取られる配置に比して著しく高められ、これは、デバイス１００の産業用途に対し重要な利点である。入ってくる放射の結果、熱電対ティップ上のホットスポットが、周囲温度で、ティップと対向する熱電対端との間の温度差をつくり、温度差熱電対におけるこの温度差は、非接触温度測定として監視される。
【００２８】
図１の実施例において、キャビティ１０２から離れたプレート表面の周辺エリアは、中央プレートエリアのように露出されておらず、表面上にスタックされる複数の材料層を有する。プレート１１０の表面に接するのは金属フィルム１１１であり、金属フィルム１１１は、ＣＯ２レーザーを用いる（下記参照）処理工程において保護層として機能する。金属フィルム１１１は好ましくは、カバープレート１１０上の約０．１５μｍの厚みのチタンタングステン層、及びチタンタングステン層上の約０．２０μｍの厚みの銅層を含む。代替として、フィルム１１１は銅のみであってもよい。
【００２９】
金属フィルム１１１上にスタックされるのは、硬化された（重合化された）接着剤材料の層１１２である。これは、１０〜２０μｍの好ましい厚み範囲のエポキシベースの絶縁性化合物であることが好ましいが、これより薄くても厚くてもよい。層１１２は、その端子及び金属フィルム被覆されたプレートを備えたチップ１０１の面が、支持導電性フォイル上にプリントされる接着剤層に沈められるとき、アッセンブリ処理工程（下記参照）から発し、この段階で、層の接着剤化合物はまだ硬化されていない。チップ端子の周辺における接着剤エポキシの幾らか厚い領域１１２ａも、沈め込みアッセンブリ工程の残りである。
【００３０】
接着剤層１１２に接するのは、概して１１３で示す導電性材料の領域である。好ましくは、導電性材料は銅を含む。統合される導電性領域に組み込まれるのは、好ましくはめっき技法により堆積される、銅などの材料、及び銅フォイルなどの導電性フォイルからの材料である。フォイルは、接着剤層によりフェースダウンでチップ１０１を取り付ける処理工程のために上述されている。導電性材料１１３はチップ端子１０６にも接する。
【００３１】
ボード１２０の絶縁性化合物は、機械的に強く且つ温度及び湿度の変動の影響を受けない、複合物の群から選択され得る。ボード材料の一例は、グラスファイバー強化プラスチックのプレスされた層を含む。ボード１２０に不可欠なのは、複数の導電性ビアホール１２１であり、これらにより、ボード１２０を介した垂直の電気的接続が可能となる。
【００３２】
図１が示すように、ボード１２０の両側は好ましくは保護層１２２を有し、材料の好ましい選択肢ははんだマスクであり、これは、シンボル化（symbolization）のベースとして機能し得る。保護層１２２の開口は、それが、キャビティ開口１０４の周囲にほぼ従うが、開口１０４より広くなく設計され得るため、層１２２は、視野を制限するように機能し得る。その結果、キャビティ１０２は制御されたキャビティとなる。この特徴は、入ってくる放射１５０の精密測定のための利点である。図１において、保護層１２２の開口１２３は、キャビティ開口１０４と同心円であるが、キャビティ開口１０４より著しく狭く示されている。図１は、屈折光１５１により層１２２の反射性を概略で示す。
【００３３】
本発明の他の実施例は、図２及び図３に示す、マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）デバイスを製造するための方法、及び図３〜図８に示す埋め込みＭＥＭＳデバイスを製造するための方法を提供する。
【００３４】
図２は、各チップが端子１０６を有する複数のチップ１０１と共に準備された、半導体ウエハ２０１の一部を示す。更に、各チップは、キャビティ１０２、及びキャビティ内のＭＥＭＳ要素１０５を有し、例示のＭＥＭＳ要素は放射センサである。キャビティ１０２の開口１０４がプレート１１０により覆われ、プレート１１０は、ＭＥＭＳ要素により感知される放射に透過性がある。赤外放射感知ＭＥＭＳ要素では、プレート１１０のための好ましい材料はラミネート硬化されたフォトレジストであり、好ましい厚みは１０〜２０μｍであり、より好ましくは約１５μｍである。
【００３５】
図３は、キャビティから離れたプレート表面にわたって金属フィルム１１１を堆積及びパターニングする処理工程を示す。好ましい堆積方法がスパッタリングであり、好ましい金属は、カバープレート１１０上の約０．１５μｍの厚みのチタンタングステン層、及びチタンタングステン層上の約０．２０μｍの厚みの銅層を含む。代替として、フィルム１１１は銅のみであり得る。更に図３に示されているのは、ウエハ２０１をバックグラインド及びシンギュレーションする工程であって、シンギュレーションの工程は、ライン３０１に沿ってソーイングすることによって実行されることが好ましい。個々のチップ１０１は、アッセンブリ及びパッケージング処理工程への搬送のためテープ及びリール内に置かれ得る。
【００３６】
図４に示す次の処理工程において、重合性接着剤の層１１２ａが導電性フォイル４０１に塗られる。重合性接着剤は、硬化（重合化）サイクルをまだ受けておらず、そのため低い粘度を有する。層１１２ａは好ましくは２５μｍより大きい厚みを有する。重合性接着剤のための好ましい材料は、Ｂステージエポキシチップ取り付け化合物であり、導電性フォイルのための好ましい材料は銅である。チップ１０１は、その端子１０６とキャビティプレート１１０上の金属フィルム１１１とが接着剤層１１２ａに面しており、重合性接着剤の層１１２ａと整合される。その後、チップ１０１が、層１１２ａに接するように下げられ（矢印４１０）、その端子１０６及び金属フィルム１１１及びプレート１１０が接着剤１１２ａ内に沈められるようわずかに押される。図５に示すように、このアッセンブリ動作により、層１１２ａの厚みは＞２５ｍから１０〜２０μｍまで低減され、ここでは１１２で示される。重合性接着剤は、チップ端子１０６がプレート１１０より薄くなり得るため、チップ端子１０６において幾らか厚い厚みを保ち得る。チップ１０１の導電性フォイル４０１への接着性取り付けの後、層１１２の重合性材料が重合化される（硬化される）。
【００３７】
図５に示される処理工程において、絶縁性化合物がチップ１０１の５つの直方体面のまわりに置かれ、これらは、絶縁性ボード１２０において非取り付けチップボディを埋め込むことを目的として導電性フォイル４０１に取り付けられない。適切な絶縁性化合物は、機械的に強く且つ温度及び湿度の変動の影響を受けない、複合物の群から選択され得る。絶縁性化合物の一例は、グラスファイバー強化プラスチックのプレスされた層を含む。別の導電性フォイル５０１（例えば、銅フォイル）が、フォイル４０１と対向するボード側に置かれることが好ましい。
【００３８】
図６に示す処理工程において、チップ端子１０６が位置する場所において、及び、フォイル４０１を備えた側からフォイル５０１を備えた側までボード１２０を介してビアホールが空けられるべき他の場所において、導電性フォイル４０１内にウィンドウを開けるためにエッチャント（代替としてレーザー）が用いられる。その後、端子１０６上の硬化された重合性接着剤を取り除き端子の金属を露出させるため、及び更に、ビアホール６０１をつくり且つ導電性フォイル５０１へのアクセスを露出させるようにボード１２０のバルクを介してドリリングするために、レーザーが用いられる。
【００３９】
多数の処理工程が図７において要約される。めっき工程において、金属（好ましくは、銅）がボード１２０の両側に堆積される。この工程の結果として、導電性層４０１及び５０１は厚くなり、チップ端子１０６とフォイル４０１との間に電気的コンタクトが確立され、ビアホール６０１が電気的に導電性となる。
【００４０】
続くエッチング工程において、めっきされた金属だけでなく導電性フォイルが、プレート１１０の中央領域から取り除かれる。開口の直径は１２３で示され、図３の例において、直径１２３は、キャビティ１０２の開口１０４より著しく狭く示されている。このエッチング工程は、プレート１１０の上の金属フィルム１１１上に接着剤層１１２を残すことに留意されたい。
【００４１】
図７は更に、ボード１２０の両側に保護層１２２を置く工程を示す。材料の好ましい選択肢は、はんだマスクである。これは、はんだマスクがデバイスシンボル化をサポートできるからである。はんだマスクの構成は、開口１２３をキャビティ１０２の上のカバープレート１１０の中央に保持する。
【００４２】
図８は、次の処理工程の結果を図示する。好ましくはＣＯ２レーザーであるレーザーが、カバープレート１１０の中央の開口１２３において露出された、重合化された接着剤層１１２を取り除くために用いられる。レーザーの進行は金属フィルム１１１により止められる。次に、カバープレート１１０の中央にわたる金属フィルム１１１を取り除くために化学的エッチング技術が用いられる。上述のように、金属フィルム１１１は、カバープレート１１０上の約０．１５μｍの厚みのチタンタングステン層と、チタンタングステン層上にスタックされた約０．２０μｍの厚みの銅層であり得る。代替として、金属フィルム１１１は銅のみであってもよい。金属フィルム１１１を取り除いた後、プレート１１０の中央領域は露出されて、入ってくる放射がプレートを介してＭＥＭＳセンサに達し得るようになる。
【００４３】
図８には示していないが次の処理工程において、はんだバンプは、チップ１０１に対向するボード表面において金属に取り付けられ得る。結果が図１に示される。代替として、外部部品への接続は圧接により成されてもよい。最終的に、埋め込みセンサデバイスは、個々のユニット１００にシンギュレーションされる。シンギュレーションの工程は、ライン８０１に沿ってボードを介してソーイングすることによって実行されることが好ましい。個々のユニット１００は、出荷のためテープ及びリールに置かれ得る。
【００４４】
別の実施例を図９に図示する。概して９００で示すデバイスは、絶縁性ボード９２０に埋め込まれた２つの半導体チップ９０１及び９６０の垂直スタックを含む。９０１で示すチップの一つは、プレート被覆された開口を備えたキャビティ９０２における放射感知ＭＥＭＳ９０５であり、９６０で示す他方のチップは、マイクロプロセッサ、メモリ、又は特定用途向け回路要素を含む。チップ９０１は、放射センサＭＥＭＳ９０５を含むキャビティ９０２を有し、チップ表面におけるキャビティの開口９２３が、はんだマスク９２２により制御され、ＭＥＭＳにより感知される放射９５０に透過性があるプレート９１０により覆われる。キャビティから離れたプレート表面は、キャビティにおいてＭＥＭＳにより感知される放射に晒されるべき露出した中央エリア、及びプレート表面に接する金属フィルム９１１と金属フィルム上にスタックされた接着剤の層９１２とにより覆われる周辺エリアを有する。チップ９６０が、接着剤層９６１により相互接続メタライゼーション９６２に取り付けられ、接着剤層９６１は、充填されていないエポキシ化合物であり得る。外部部品への接続のためのはんだバンプ９３０を含むデバイス９００の厚み９４０は約１ｍｍである。
【００４５】
図１０は、２つのＭＥＭＳデバイスの組み合わせである、別の実施例を示す。１００１で示すＭＥＭＳの一つは、図１に示すような、放射センサを含むプレート被覆されたキャビティを備えたボード埋め込みチップである。ＭＥＭＳ要素１００１の厚み１０４０は約１ｍｍであり得る。１００２で示し、好ましくはチップサイズパッケージにパッケージングされた、他方のＭＥＭＳデバイスは、ボード１０２０に埋め込まれる（図１０には示していない）か又は集積化ボード１０２０に取り付けられた（図１０に示す）、信号を送出するために適切な放射１０１１のエミッタであり得る。或いはこれは、異なる要素に反応する別のセンサであってもよい。この要素は異なる種類の放射１０１２であり得、又はこれは、例えば、重力に、湿度に、磁場に、又は有機体に、又は特定の分子に関連し得る。ＭＥＭＳ要素１００２の厚み１０４１は１ｍｍであり得、又はそれより薄くし得る。図１０の構成により、障壁材料を必要とすることなく異なる要素の感知が可能となり、これにより近接が促進される。
【００４６】
本発明は、任意の種類の半導体チップ、ディスクリート又は集積回路を用いる製品に適用し、半導体チップの材料は、シリコン、シリコンゲルマニウム、ガリウム砒素、又は集積回路製造において用いられる任意の他の半導体又は化合物材料を含み得る。本発明は、エネルギーフロー（音響的、熱的、又は光学的）、温度又は電圧差、又は外部力又はトルク等の影響下で機械的に可動な部品を有するＭＥＭＳデバイスに適用する。膜、プレート、又はビームを備えた或るＭＥＭＳ要素は、圧力センサ（例えば、マイクロフォン及びスピーカー）、慣性センサ（例えば、加速度計）、又は容量性センサ（例えば、ひずみゲージ及びＲＦスイッチ）、移動又は傾きに対する動きセンサとして動作する他のＭＥＭＳ要素、温度センサとして機能するバイメタル膜、として用いることができる。
【００４７】
当業者であれば、本発明の特許請求の範囲内で、説明した例示の実施例に変形が成され得ること、及び多くの他の実施例が可能であることが分かるであろう。
【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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【図１０】
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【国際調査報告】
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