(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンウエハーである操作基板を用意する工程と、
前記操作基板に犠牲層を成形する工程と、
前記犠牲層にフレキシブル基板を成形する工程と、
前記フレキシブル基板に第１の導電構造を成形する工程と、
前記第１の導電構造に対応する第２の導電構造が設けられた少なくとも１つの電子部品を用意する工程と、
前記第１の導電構造と該第２の導電構造とを２４０℃以下の接合温度で熱圧着することにより、前記電子部品を前記フレキシブル基板に固定する工程と、
前記フレキシブル基板を前記操作基板からリリース（ｒｅｌｅａｓｅ）するために、前記犠牲層を除去する工程とを含み、
前記電子部品が前記フレキシブル基板に固定されてフレキシブルマイクロシステム構造を形成することを特徴とするフレキシブルマイクロシステム構造の製造方法。
【請求項２】
前記フレキシブル基板に前記第１の導電構造を成形する工程は、前記第１の導電構造に第１の接続層を成形する工程を更に含み、
前記犠牲層を除去する工程は、ドライエッチング又はウェットエッチング方法で前記犠牲層を除去する請求項１に記載のフレキシブルマイクロシステム構造の製造方法。
【請求項３】
前記第１の導電構造と前記第２の導電構造を前記２４０℃以下の前記接合温度で熱圧着する工程は、
前記第１の導電構造の前記第１の接続層と前記第２の導電構造に対して表面変質を行う工程と、
前記２４０℃以下の前記接合温度で前記第１の導電構造の前記第１の接続層と前記第２の導電構造とを熱圧着させるために低温フリップチップを行う工程と、
を更に含む請求項２に記載のフレキシブルマイクロシステム構造の製造方法。
【請求項４】
前記低温フリップチップ工程は、金属相互熱圧着工程であり、前記金属相互熱圧着工程の温度は、前記フレキシブル基板のガラス転移温度（Ｔｇ）より低く、
前記表面変質工程は、ドライエッチング又はウェットエッチング方法であって、前記第１の導電構造の前記第１の接続層と前記第２の導電構造を洗浄する請求項３に記載のフレキシブルマイクロシステム構造の製造方法。
【請求項５】
前記フレキシブルマイクロシステム構造をフレキシブルキャリアボードに固定させる工程と、
前記フレキシブル基板に前記第１の導電構造を成形する工程の後で、前記第１の導電構造が成形されていない前記フレキシブル基板上に補助フレキシブル基板を成形する工程とを更に含み、
前記第１の導電構造の一部は、前記補助基板の間から露出する請求項１ないし４のいずれかに記載のフレキシブルマイクロシステム構造の製造方法。
【請求項６】
前記第１の導電構造と前記第２の導電構造を前記２４０℃以下の前記接合温度で熱圧着する工程は、前記２４０℃以下の前記接合温度で前記第１の導電構造の前記第１の接続層と前記第２の導電構造とを熱圧着させるために低温フリップチップを行う工程を更に含む請求項２に記載のフレキシブルマイクロシステム構造の製造方法。
【請求項７】
シリコンウエハーである操作基板を提供する工程と、
前記操作基板に犠牲層を成形する工程と、
前記犠牲層にフレキシブル基板を成形工程と、
２４０℃以下の接合温度で前記フレキシブル基板に少なくとも１つの電子部品を熱圧着する工程と、
前記フレキシブル基板を前記操作基板からリリース（ｒｅｌｅａｓｅ）するために、前記犠牲層を除去する工程とを含み、
前記電子部品と前記フレキシブル基板とがフレキシブルマイクロシステム構造を形成することを特徴とするフレキシブルマイクロシステム構造の製造方法。
【請求項８】
第１の導電構造を有するフレキシブル基板と、
第２の導電構造を有する少なくとも１つ電子部品とを含み、
前記電子部品は、金属相互接続（ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）構造により前記フレキシブル基板に固定され、
前記金属相互接続構造は、前記フレキシブル基板の前記第１の導電構造と前記電子部品の前記第２の導電構造とが２４０℃以下の接合温度で熱圧着してなることを特徴とするフレキシブルマイクロシステム構造。
【請求項９】
前記フレキシブルマイクロシステム構造は、フレキシブルキャリアボードに設けられる請求項８に記載のフレキシブルマイクロシステム構造。
【請求項１０】
前記フレキシブル基板に補助フレキシブル基板を更に有し、
前記第１の導電構造は、前記補助フレキシブル基板と前記フレキシブル基板との間に挟設され、前記第１の導電構造の一部が前記補助フレキシブル基板から露出する請求項８または９に記載のフレキシブルマイクロシステム構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフレキシブルマイクロシステム構造及びその製造方法に関し、特に、ウエハーレベルの整合プロセスによりウエハーをフレキシブル基板に接合するフレキシブルマイクロシステム構造及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フレキシブル電子（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）技術が世界各国の重点開発課題の１つとなっている。フレキシブル電子デバイスが有する「曲げられる」、「軽くて薄い」、「低コスト」の特性を屈曲、伸縮の必要がある環境に応用させることにより、過去のシリコンを主軸とする電子製品の応用分野は大きく広がる事となった。
【０００３】
従来のフレキシブル電子システムの製造プロセスは、プロセス温度を考慮しなければならず（具体的には、プロセス全体の温度がフレキシブル基板のガラス転移温度より低い必要がある。）、この制限の下で、ＳＯＩ  ａｃｔｉｖｅ  ｌａｙｅｒ  ｔｒａｎｓｆｅｒ、ｕｌｔｒａ−ｔｈｉｎ  ｃｈｉｐ  ｅｍｂｅｄｄｉｎｇ、ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ等のフレキシブル電子を製造するプロセスが開発された。しかしながら、前記のプロセスは、いずれも工程が複雑で、コストが高く、工程の柔軟性が低い、という欠点を有すると共に、生産物が十分な特性を有していない。
【０００４】
また、ヘテロジニアス・チップ・アセンブリという技術により半田ボール、又は異方導電性接着剤を用いてマルチチップをフレキシブル基板に整合させることが行なわれている。この方法でのプロセス温度はフレキシブル基板のガラス転移温度より低いものの、半田ボールを使用した場合、基板とウエハーとの間に深刻な非連続性の構造が出現する。また、異方導電接着剤を使用した場合、非常に高い接触抵抗が形成されることにより、マイクロシステムの高周波特性に影響を及ぼすことになる。そのため、製品の返還損失及び挿入消耗が大きすぎ、高周波応用分野への適用を満たさなくなる。
【０００５】
このため、前記温度の制限下において、現在標準化されている製造プロセスを各種分野に幅広く応用できる技術が、現在の開発重点となっている。
【０００６】
本発明者は、上述の従来技術の問題点に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、合理的な設計且つ、上述の問題を有効に改善できる本発明に至った。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の主な目的は、ウエハーレベル（ｗａｆｅｒ−ｌｅｖｅｌ）のプロセスを用いて、低温方式でシングルチップ／マルチチップを金属接続線が形成されるフレキシブル基板に接合するフレキシブルマイクロシステム構造及びその製造方法を提供することにある。また、上述のプロセスには業界で標準化された半導体プロセスを用いることができ、製造コストを下げることができる。
【０００８】
本発明の二つ目の目的は、基板とウエハーとの間に従来のプロセスにおいて発生する非連続性構造又は高接触抵抗の問題を有さないフレキシブルマイクロシステム構造及びその製造方法を提供することにある。
【０００９】
本発明の三つ目の目的は、金属相互接続構造が良好な信号伝送特性を持ち、高周波応用分野に適用することができるフレキシブルマイクロシステム構造及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達するため、本発明は、操作基板を提供する工程と、該操作基板に犠牲層を成形する工程と、該犠牲層にフレキシブル基板を成形する工程と、該フレキシブル基板に第１の導電構造を成形する工程と、該第１の導電構造上に該第１の導電構造に対応する第２の導電構造が設けられる少なくとも１つの電子部品を用意する工程と、該第１の導電構造と該第２の導電構造とを低温固着することにより、該電子部品を該フレキシブル基板に固定する工程と、該フレキシブル基板を該操作基板からリリース／離脱するために犠牲層を除去する工程とを含み、そのうち、該電子部品が該フレキシブル基板に固定されてフレキシブルマイクロシステム構造を形成することを特徴とするフレキシブルマイクロシステム構造の製造方法を提供する。
【００１１】
本発明は更に、操作基板を提供する工程と、犠牲層を該操作基板に成形する工程と、フレキシブル基板を該犠牲層に成形する工程と、少なくとも１つの電子部品を該フレキシブル基板に成形する工程と、該フレキシブル基板を該操作基板からリリース（ｒｅｌｅａｓｅ）するために、前記犠牲層を除去する工程とを含み、そのうち、該電子部品と該フレキシブル基板とがフレキシブルマイクロシステム構造を形成することを特徴とするフレキシブルマイクロシステム構造の製造方法を提供する。
【００１２】
本発明は更に、第１の導電構造を有するフレキシブル基板及び第２の導電構造を有する少なくとも１つの電子部品を含み、該電子部品は金属相互接続構造によりフレキシブル基板に固定され、該金属相互接続構造は該フレキシブル基板の前記第１の導電構造と該電子部品の前記第２の導電構造とを低温固着してなるフレキシブルマイクロシステム構造を提供する。
【００１３】
具体的な実施例において、本発明は、低温フリップチップ整合技術及びウエハーレベル犠牲層プロセスによりマルチチップ整合フレキシブルマイクロシステムの製造を完成させる。言い換えれば、本発明は異なるプロセス技術で製造したウエハーを、低温フリップチップ接合技術により金属接続線が形成されたフレキシブル基板に整合する。また、フレキシブル基板下の犠牲層をエッチングすることにより、フレキシブル基板をシリコンウエハーから分離させる。このプロセス工程により異なる機能と種類のウエハーを簡単に整合させて、フレキシブル電子マイクロシステムを形成する事ができる。本発明は、材料及びプロセスの制限がなく、プロセスが簡単（半導体の標準プロセスを使用することができる）であり、低コスト等の有益な長所を有し、フレキシブル電子システム／マイクロシステム（フレキシブルマイクロシステム構造）の製造において大きな応用潜在力を有している。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、以下の有益な効果を持つ。本発明は、主に現在の標準半導体／微小電気機械プロセスを用いてフレキシブル電子システム／マイクロシステムを製造するため、コストが低く、プロセスの柔軟性が大きい等の利点を持ち、且つ特定の材料に制限される事がない。これにより、フレキシブル電子システム／マイクロシステムの製造技術を向上することができる。また、金属接続が良好であるため、本発明により製造されたフレキシブル電子システム／マイクロシステムは、高周波応用分野、生物医学分野（例えば、装着型センサー）、フレキシブルディスプレー又はソーラーモジュール等の分野に幅広く応用することができる。
【００１５】
以下、図面を参照しながら本発明を詳しく説明する。しかしながら、これらの図面は本発明を説明するためのものであって、本発明の範囲がこれらによって限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のフレキシブルマイクロシステム構造の製造方法のフロー模式図である。
【図２】本発明のフレキシブルマイクロシステム構造の製造方法のフロー模式図である。
【図３】図３ａは、本発明のウエハーレベルプロセスによって製造されたフレキシブルマイクロシステム構造を示す模式図である。図３ｂは、図３ａの本発明のフレキシブルマイクロシステム構造のＡの部分を拡大して示す立体模式図である。
【図４】本発明のフレキシブルマイクロシステム構造のＳ１１、Ｓ２１テスト図である。
【図５】本発明のフレキシブルマイクロシステム構造において、異なる材質の金属相互接続構造のＳ１１、Ｓ２１テスト図である。
【図６】本発明のフレキシブルマイクロシステム構造の実物図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本実施例のフレキシブルマイクロシステム構造は、図２Ｅに示すように、フレキシブル基板１２と、フレキシブル基板１２上に形成されたシード層Ｓと、該シート層Ｓ上に形成された第１の導電構造１３と、該第１の導電構造１３上に形成された第１の接続層１３１と、第１の接続層１３１上に形成され、第２の接続層２１１と第２の導電構造２１とを含む電子部品２０と、を有している。そして、第１の接続層１３１と第２の接続層２１１とが低温固着して金属相互接続構造を形成している。
【００１８】
以下、本発明のフレキシブルマイクロシステム構造を製造する方法を詳細に説明する。
【００１９】
本発明にかかるフレキシブルマイクロシステム構造の製造方法は、例えば、犠牲層リリース（ｓａｃｒｉｆｉｃｉａｌ  ｒｅｌｅａｓｅ）、フリップチップ（ｆｌｉｐ  ｃｈｉｐ）、金属相互熱圧着（ｍｅｔａｌ−ｍｅｔａｌ  ｔｈｅｒｍｏ−ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ  ｂｏｎｄ）等、ウエハーレベル（ｗａｆｅｒ−ｌｅｖｅｌ）の整合プロセスを含む。したがって、効率的かつ低コストにフレキシブルマイクロシステム構造を大量生産できる。このようにして製造された本発明に係るフレキシブルマイクロシステム構造は、フレキシブルシステム／マイクロシステム／製品の応用範囲を広げることが見込まれる。
【００２０】
まず、図１Ａに示すように、操作基板１０を提供する。該操作基板１０は、暫時的なキャリアであり（例えばシリコンウエハー）、十分な構造強度を提供して下記の各種ウエハーレベルプロセスに供される。そして、該操作基板１０上に犠牲層１１を成形する。該犠牲層１１は、後続工程で除去され、製造したフレキシブルマイクロシステム構造を前記操作基板１０上からリリース（ｒｅｌｅａｓｅ）・離脱することに用いられる。
【００２１】
また、該犠牲層１１は、単層又は多層構造であってもよく、各種適切な材料で構成されていればよい。該材料は、エッチングにより除去された際、その上の構造層／素子（フレキシブルマイクロシステム構造）に損害をもたらさないもの、例えば、クロムや銅などが挙げられる。本実施例では、スパッタリングプロセスを用いてクロム（Ｃｒ）／銅（Ｃｕ）材質の犠牲層１１が該操作基板１０上に成形され、クロム／銅層の厚さは約１０ｎｍ／３００ｎｍである。
【００２２】
次にフレキシブル基板１２を該犠牲層１１上に成形する。該フレキシブル基板１２は、各種弾性を有し（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）、ロール可能性（ｒｏｌｌａｂｌｅ）、曲げられ性（屈曲性）（ｂｅｎｄａｂｌｅ）、伸縮性（ｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅ）を有する材質からなる。例えば、本実施例では、回転塗布（ｓｐｉｎ  ｃｏａｔｉｎｇ）プロセスにより、フレキシブル基板材料としての市販商品ＳＵ−８を該クロム／銅材質の犠牲層１１上に成形し、前記フレキシブル基板１２を形成する。また、その厚さは約２６μｍである。しかし、その他の市販のフレキシブル基板材料を用いて回転塗布、物理的気相成長法又は化学的気相成長法等の類似方法によって、前記フレキシブル基板１２を製造しても良い。
【００２３】
該ＳＵ−８を用いた場合、フレキシブル基板１２をまずパターン（ｐａｔｔｅｒｎ）成形プロセスに通してから、硬化焼成（ｈａｒｄ−ｂａｋｉｎｇ）の工程を行う。本実施例では、２００℃、２時間の条件でＳＵ−８のフレキシブル基板１２を硬化焼成させ、フレキシブル基板１２を十分に硬化させ、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を持たせる。この前記硬化焼成工程により、フレキシブル基板１２の後続の熱圧着工程における信頼性及び後続の表面変質工程における耐化学性が向上する。
【００２４】
次に、第１の導電構造１３を該フレキシブル基板１２上に成形する（例えば、図１Ｂに示すように）。第１の導電構造１３を成形する工程の前に、本実施例では、シード層（ｓｅｅｄｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）Ｓを該フレキシブル基板１２上に製造する（例えば図１Ａに示すように）。これにより、第１の導電構造１３の成核／成長特性を向上させる。該シード層Ｓは、厚さ約１０ｎｍ／９０ｎｍのチタン（Ｔｉ）／銅（Ｃｕ）層である。第１の導電構造１３は、電気めっきプロセスで該シード層Ｓに成形される。
【００２５】
該第１の導電構造１３の成形プロセス工程は、以下の工程を含んでもよい。まず、露光プロセスでパターンを有するフォトレジスト層Ｐをシード層Ｓ上に製造する。例えば、市販のフォトレジストＡＺ  ４６２０を用いて１０μｍの厚さのフォトレジスト層Ｐを製造することにより、第１の導電構造１３の位置や厚さを定義する。次いで、銅電気めっきプロセスにより、前記定義位置に約８μｍ厚さの第１の導電構造１３を製造する。該第１の導電構造１３は、共平面導波管（ｃｏｐｌａｎａｒ  ｗａｖｅｇｕｉｄｅ、ＣＰＷ）であって、電気信号を送信／受信することに用いられる。
【００２６】
また、該第１の導電構造１３上には更に第１の接続層１３１が成形され（例えば、非電気めっきプロセスにより約１μｍ／０．４ｎｍ厚さのニッケル（Ｎｉ）／金（Ａｕ）層を成形する）、後続の低温固着プロセスにて用いられる。そして、図１Ｃに示すように、該フォトレジスト層Ｐ及びフォトレジスト層Ｐ下のシード層ＳがＡＣＥ、ＣＲ−７Ｔ、ＢＯＥ（Ｂｕｆｆｅｒｅｄ Ｏｘｉｄｅ Ｅｔｃｈ）等の半導体標準プロセスにより除去される。特に言及する価値があるのは、第１の導電構造１３及び後述する層状構造が多層又は単層の構造であり、プロセスに応じて調整することができるということである。
【００２７】
また、第１の導電構造１３の成形の変形例として、本発明の製造方法は、第１の導電構造１３を該フレキシブル基板１２上に成形する工程の後に、更に補助フレキシブル基板（図示せず）を成形する工程を含む。具体的には、該補助フレキシブル基板を第１の導電構造１３が成形されていない該フレキシブル基板１２上に成形する。これにより、第１の導電構造１３は、該補助フレキシブル基板と該フレキシブル基板１２とに挟設され、サンドイッチに類似する構造を形成する。すなわち、第１の導電構造１３を平面視した時、第１の導電構造１３の一部（上面）が該補助フレキシブル基板から露出し、後続の接続に用いられる。該補助フレキシブル基板の材質は、フレキシブル基板１２と同じであってもよく異なっていてもよい。なお、補助フレキシブル基板は主に保護等の機能を提供する。
【００２８】
上述した説明において、該フレキシブル基板１２上に素子（電子部品）を接続するための第１の導電構造１３／第１の接続層１３１が製造された。次に、電子部品２０をフレキシブル基板１２に固着する方法を詳しく説明する。
【００２９】
図２Ｄを参照し、電子部品２０はＣＭＯＳ、ＭＥＭＳ、III−Ｖ族プロセスで製造したウエハーであり、例えば、本実施例ではＣＭＯＳ標準プロセスで製造されたラジオ周波数（ＲＦ）ウエハーを例として説明する。しかし、電子部品２０はこれに限られない。
【００３０】
該電子部品２０の接触面には、該第１の導電構造１３に対応する第２の導電構造２１がある。該第２の導電構造２１の表面（図２Ｄにおいて下面）には、０．２μｍ／０．４μｍのニッケル（Ｎｉ）／金（Ａｕ）層のマイクロストリップ線路（ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ  ｌｉｎｅ）がある。本実施例では、第２の導電構造２１の表面は、共平面導波管とマイクロストリップ線路が抵抗５０Ω、幅１０．５μｍの構造になるように設計されている。このため、第１の導電構造１３の第１の接続層１３１と第２の導電構造２１を用いて低温固着の方式で、電子部品２０をフレキシブル基板１２に固定する事ができる。本実施例には、該第１の導電構造と該第２の導電構造を低温固着させる工程に、下記工程を更に含む。
【００３１】
該第１の導電構造１３の該第１の接続層１３１と該第２の導電構造２１に対して表面変質を行う工程であって、例えば、ドライエッチング又はウェットエッチング方法で該第１の導電構造１３の該第１の接続層１３１と該第２の導電構造２１を清浄する。本実施例では、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）と過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）との混合液で第１の接続層１３１と第２の導電構造２１の金（Ａｕ）層の表面を清浄し（Ｐｉｒａｎｈａ  ｃｌｅａｎとも言う）、第１の導電構造１３の該第１の接続層１３１と該第２の導電構造２１との接続強度を向上させる。詳しく説明すると、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）と過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）とを体積比３:１で混合する事が最も好ましい。
【００３２】
表１は、エッチングの有無（Ｃｌｅａｎｉｎｇ時間）と表面組成の関係を示したものである。前記表面変質工程を１８０秒間行った後、電子部品２０の第２の導電構造２１と第１の接続層１３１の金（Ａｕ）層の表面における金元素の組成比率が４１．９１％から６４．４％に上がり、酸素、炭素の組成比率が下がった。そのため、第１の導電構造１３の該第１の接続層１３１が該第２の導電構造２１に固着される時に、よりよい固着強度が得られることが分かる。他方、ＳＵ−８のフレキシブル基板１２は耐化学性に優れており、且つ第１の接続層１３１の金（Ａｕ）層がその下の構造層（第１の導電構造１３、フレキシブル基板１２）を保護する事により、該金層の下のフレキシブル基板１２は硫酸と過酸化水素との混合液の影響を受けない。
【００３３】
【表１】
0005346329.tif 000002
【００３４】
次いで、フリップチップ（ｆｌｉｐ  ｃｈｉｐ）方法で該電子部品２０をフレキシブル基板１２に接合する。例えば、金属相互熱圧着（ｔｈｅｒｍｏ−ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ  ｂｏｎｄ）工程を用いて、該第１の導電構造１３の該第１の接続層１３１と該第２の導電構造２１とを互いに接続固定する。具体的には、１００ＭＰａ圧力を３分間施し、且つ１８０℃の環境で該第１の導電構造１３の該第１の接続層１３１と該第２の導電構造２１とを接合（ｂｏｎｄｉｎｇ）する。これにより、金属相互接続（ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）構造が形成され、電気信号を伝送する転移（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）構造となる。
【００３５】
また、本発明の１つの特徴は、低温の方式で第１の導電構造１３の該第１の接続層１３１と該第２の導電構造２１とを接合することにある。例えば、前記金属相互熱圧着工程の温度が該フレキシブル基板のガラス転移温度（Ｔｇ）より低く、これによりフレキシブル基板１２の熱膨張係数（ＣＴＥ）の上昇又は強度低減の問題を避けることができる。下記の表２に示すとおり、４分間の表面変質工程を行った後の熱圧着温度（接合温度）と金一金接触抵抗（ＳＣＲ）との関係は、熱圧着温度が１６０℃に下がっているのにもかかわらず、金−金接触抵抗がわずか（５．６５±１．８６）×１０−７ Ω・ｃｍ２である。
【００３６】
【表２】
0005346329.tif 000003
【００３７】
一つの変形例としては、該第１の導電構造１３と該第２の導電構造２１とを低温固着する前記工程において、表面変質工程を行なわず、低温フリップチップ工程を直接行い、該第１の導電構造１３の該第１の接続層１３１と該第２の導電構造２１とを互いに接続固定し、電子部品２０をフレキシブル基板１２に接合する。
【００３８】
次いで、図２Ｅに示すように、犠牲層１１をフレキシブル基板１２から除去する工程を行なう。すなわち、該フレキシブル基板１２を該操作基板１０上からリリース（ｒｅｌｅａｓｅ）する。これにより、該電子部品２０は、該フレキシブル基板１２上に固定され、前記フレキシブルマイクロシステム構造を形成する。本実施例では、銅のエッチング液（組成割合Ｈ２Ｏ:ＣＨ３ＣＯＯＨ:Ｈ２Ｏ２=１００:５:５）によりクロム／銅の犠牲層１１を除去し、フレキシブル基板１２／電子部品２０を該操作基板１０の上から離脱する。これにより、柔軟性を有するフレキシブルマイクロシステム構造を形成する。
【００３９】
次に、図３ｂを参照する。フレキシブル基板１２上の第１の導電構造１３に二つで一組の共平面導波管構造１３Ａを形成する。また、電子部品２０の第２の導電構造２１は、アルミニウム（Ａｌ）であり、ｄｏｕｂｌｅ−ｚｉｎｃａｔｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｓｓにより、該アルミニウム金属に亜鉛層を堆積させ、該亜鉛層に０．２μｍ／０．４μｍのニッケル（Ｎｉ）／金（Ａｕ）層を堆積させる。これにより、第２の接続層２１１を形成する（例えば図２Ｄに示すように）。
【００４０】
フリップチッププロセスを行う時に、電子部品２０のアース領域がランド又は他の構造によって、電子部品２０のアースとフレキシブル基板１２上のアース領域とを導通する。これにより、電子部品２０の接触面上の第２の導電構造２１／第２の接続層２１１が形成されたマイクロストリップ線路が前記２つの共平面導波管構造１３Ａに接続する。共平面導波管構造１３Ａ／マイクロストリップ線路の組み合わせにより、電子部品２０とフレキシブル基板１２とが電気的及び構造的に接続される。言い換えれば、本発明が第１の導電構造１３と、該電子部品２０の第２の導電構造２１とを低温固着により金属相互接続（ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）構造を形成する事で、導電及び構造上の接続の二重効果をもたらす。
【００４１】
本発明の製造方法は、実際のテストによって、前記金−金接合強度（ｂｏｎｄｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）が６ＭＰａより大きく、電子部品２０を該フレキシブル基板１２にしっかりと接続することができる。そして、本発明の製造方法は、電子部品２０とフレキシブル基板１２上の受動素子（例えばＲＦ受動素子、センサー、アクチュエータ等）とを組み合わせ、柔軟性を有するフレキシブルマイクロシステム構造を製品として提供する事ができる。図６（ａ）を参照し、それが本発明により製造したフレキシブルマイクロシステム構造の実物図である。
【００４２】
また、本発明は、ウエハーレベルのプロセスを用いるため、ウエハー上に同時に複数のフレキシブルマイクロシステム構造を製造することができる。例えば図３ａに示すように、操作基板１０に複数のフレキシブル基板１２（例えば図に示す１６個のフレキシブル基板１２）を設けることができ、且つそれぞれのフレキシブル基板１２に前記工程によって第１の導電構造１３を接合することができる。そしてそれぞれのフレキシブル基板１２に電子部品２０を接合し、犠牲層１１（図２Ｅを参照する）を除去することにより、複数のフレキシブルマイクロシステムを得ることができる。
【００４３】
図２Ｆを参照する。前記プロセスにおいて完成したフレキシブルマイクロシステム構造は、フレキシブルキャリアボード３０、例えばポリジメチルシロキサン膜（ＰＤＭＳ、市販商品:Ｓｙｌｇａｒｄ  １８４）に固定されることにより、全体の構造強度を向上させることができる。図６（ｂ）は、本発明により製造されたフレキシブルマイクロシステム構造がＰＤＭＳ膜に固定される実物図である。
【００４４】
また、本発明は、前記電気信号転移構造（即ち共平面導波管構造１３Ａ／マイクロストリップ線路の組み合わせ構造、以下、ＭＳ−ＣＰＷ転移構造と言う）に対して周波数１０〜５０ＧＨｚのＳパラメーター（Ｓ−ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ）測定を行なう。また、該測定は、精確に測量するために、以下の測量データに基づきシリコンウエハー（即ち操作基板１０）又はＰＤＭＳ上で行われる。
【００４５】
図４は、各種条件下のＳ１１、Ｓ２１テスト曲線を図示する。Ｓ１１テスト曲線では、周波数が４０ＧＨｚ以下である場合に、返還損失が−１５ｄＢ以下となっている。これは、よりよい特性を持つと言える。またＳ１１テスト曲線では、挿入消耗（ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ ｌｏｓｓ）が−０．８ｄＢより小さくなっている。また、いずれのテスト曲線においても、ＲＦ量測値がＨＦＳＳの模擬曲線図と近くなっている。
【００４６】
他方、ＭＳ−ＣＰＷ転移構造の返還損失は一般的な純金材質の伝送線の良好な特性に相当しており、本発明がインピーダンスを調整し、前記返還損失の特性を向上させている。また、図４に示すテスト曲線では、シリコンウエハー（即ち操作基板１０）及びＰＤＭＳ上に置くＭＳ−ＣＰＷ転移構造が著しいＲＦ特性上の差異を有していない。その原因はＳＵ−８のフレキシブル基板１２が十分な厚さを持ち、犠牲層１１に影響することが避けられているためと推察される。
【００４７】
図５は、異なる材料で製造した共平面導波管構造１３Ａを用いた際のＳＵ−８／ＰＤＭＳにおける比較データを表示する。共平面導波管構造１３Ａは、それぞれ銅（８μｍ）／ニッケル（１μｍ）／金（０．４μｍ）及び純金層（９．４μｍ）で製造される。周波数３０ＧＨｚにおける、純金層のＭＳ−ＣＰＷ転移構造（Ｓ２１−金）の挿入消耗が−０．５９ｄＢまで小さくなっているが、これは低い金属損失によりもたらされた結果である。これにより、本発明が異なる材料の共平面導波管構造１３Ａを用いる事により、必要となる高周波特性に達することができる。また、無線のフレキシブルマイクロシステム構造の応用を満たす為、本発明の接合寸法（本実施例においては、接合幅が約１０．５μｍである）及びその他の構造は調整することができる。
【００４８】
上述したように、本発明は、フレキシブル基板１２及び少なくとも１つの電子部品２０を備え、該電子部品２０が金属相互接続（ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）構造により該フレキシブル基板１２に固定され、該金属相互接続構造が該フレキシブル基板１２の第１の導電構造１３と該電子部品２０の第２の導電構造２１とを低温固着してなり、該金属相互接続構造が伝達／転移信号及び構造上の固着強度を提供することができ、電子部品２０がフレキシブル基板１２にしっかりと取り付けられ、その信号をシステムに伝達するフレキシブルマイクロシステム構造を製造する。
【００４９】
他方、本発明のフレキシブルマイクロシステム構造の製造方法は、第２の実施例を提供する。第１実施例と異なる点は、電子部品２０がフレキシブル基板１２に直接製造される。言い換えれば、第２の実施例の工程は、
操作基板１０を提供する工程１と、
該操作基板１０に犠牲層１１を成形する工程２と、
該犠牲層１１にフレキシブル基板１２を成形する工程３と、
電子部品２０をフレキシブル基板１２に直接製造する工程４と、
犠牲層１１を除去し、該フレキシブル基板１２を該操作基板１０上からリリースし、フレキシブルマイクロシステムを得る工程５であって、この工程５がドライエッチング又はウェットエッチング方法で該犠牲層１１を除去する工程６とを含む。
【００５０】
第２の実施例の具体的な製造プロセスは前記第１実施例を参照する事とし、詳細な説明は省略する。また、第２の実施例は、ウエハーレベルのプロセスを用いるため、前記工程がウエハーに複数のフレキシブルマイクロシステム構造を同時に製造することができる。例えば図３ａに示すように、操作基板１０に複数のフレキシブル基板１２を設けることができる。さらに、それぞれのフレキシブル基板１２にはいずれも前記工程を用いて電子部品２０を製造し、そして犠牲層１１（図２Ｄ及び図２Ｅを参照する）を除去することにより、複数のフレキシブルマイクロシステム構造が得られる。
【符号の説明】
【００５１】
１０      操作基板
１１      犠牲層
１２      フレキシブル基板
１３      第１の導電構造
１３１    第１の接続層
１３Ａ    共平面導波管構造
２０      電子部品
２１      第２の導電構造
２１１    第２の接続層
Ｓ        シード層
Ｐ        フォトレジスト層
【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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