JP2010098295A - マトリクス内に集積した多部品装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェハにおける制約上のＴＥＣの違いによる衝撃を減少させ、製造された装置および接着層の間の接触面（界面）を改良した、ウェハのスケールでのマイクロシステムまたはナノシステムの組立てによる電子装置を提供する。
【解決手段】電子装置は、ａ）前面８の側部分に現れる部品の活性面、ｂ）部品に対して少なくとも横方向に存在し、いわゆる部品が装置において保持されるのを確実にする、コーティング材３、ｃ）部品の活性面１０にはなく、コーティング材３がこの部品４から分離される、絶縁緩衝層６を具える。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えばシリコンのような半導体材料から形成される、ウエハのスケールでマイクロシステムまたはナノシステムの組立ての分野に関する。

とくに、一般的に“アバブＩＣ(Above IC)”として既知の、直接回路上にある、受動素子、検出器またはオプトエレクトロニクス部品またはＭＥＭＳ（微小電気機械システム）またはＮＥＭＳ（ナノ電気機械システム）の高密度集積技術を必要とする適用に関する。

現在、異種（不均一）集積プロセスは、シリコンウエハ全体でのみ行うことができる。したがって、“アバブＩＣ”プロセスは、マイクロシステムのインテグレーターがウエハを持つことができる分野に制限され、マスクのセットおよび溶解炉でのウエハの製造には莫大な費用がかかってしまう。

また、テレフォニー（電話方式）等の適用に関して、集積回路の活性表面は、システムに必要なすべての要素（受動素子、増幅器、スイッチ、ＳＡＷ（表面弾性波）またはＢＡＷの部品）を適応させる（収容する）のに十分でなく、これは、とくに、チップの複雑性が増加するときに収率が低くなるという事実からである。したがって、ＰＣＢ（printed circuit／プリント回路基板）またはセラミックのタイプ（種類、型）の基板上の異なる要素を製造後に組み立てる必要がある。アーキテクチャ（基本設計）は、複雑であることが多く、また、組立体（アセンブルー）および相互接続は、多くの独立した操作（部品の配置およびケーブリング（ケーブル布線））が必要である。

膨大な機能を同じチップ上に集積し、同時に良好な収率を与える別の技術がある。この技術において、ウエハは、支持ウエハ上に設置した別個のチップから再構成し、その後コーティング材でそれを密封し、支持ウエハが除去される、この再構成ウエハは、“アバブＩＣ”型の集積を遂行し、多数のソース（供給源）からもたらされる部品を混合し、そして製造者に利用可能な堆積ツール（depositing tools）に適した形式において組み立てる。また、この技術は、機能的な部品だけを選定することによって、異なる基板上に形成される部品を含む複合デバイスを製造する。

この技術は、この部品の活性面が接着剤上の一時的なスタック（積層）であり、その後コーティングされ、そしてその上を新ルートに切り替えられる（リルートされる）ものとして、１９９２年に、Chang-Lee Chen（チャン-リーチェン）らによって、“IEEE Transactions On component Hybrids and Manufacturing Technology（IEEEトランスアクションズ・オン・コンポーネント・ハイブリッド・アンド・マニュファクチャリング・テクノロジー）、第１５巻第４号、第４５１−４５６頁” に明らかにされる、“Bond Wireless Multipchip Packaging Technology for High-Speed Circuits（高速回路のためのボンドワイヤレスのマルチプチップ・パッケージング技術）”と題する論文において、公表された（非特許文献１）。

この種の技術において、これらのプロセスは、文献（特許文献１および特許文献２）に記述され、文献（特許文献３）に記述される技術のように、同様に既知である。文献（特許文献４）において記述される技術は、既にボックス内にある部品に適用するもので、非常に複雑であり、それはこのボックスの一部が接地し、部品との接触が取られなければならないからである。

最後に、他の方法によると、文献（特許文献５）において記述され、図８Ａ〜８Ｃにおいて概略的に示され、これらの別個のチップは、受入ウエハにおいて存在する空隙１０７において置かれ、その後、コーティング材で密封され、これらの部品を含む再構成されたウエハを形成する。このようにして示される技術は、接着膜１２２が存在する支持基板１２１を利用し、ある意味でその稼動（操作）に必要である。この接着層は、移送（キャリング）ウエハを保持し、その後プロセスステップの間、充填材がまだ置かれず、再構成ウエハの要素の機械的性能を確実にできない間に、活性チップを支持基板上に保持する。

米国特許第５３５３４９８号明細書 米国特許第５４９７０３３号明細書 仏国特許発明第２８５７１５７号明細書 仏国特許発明第２８６４３４２号明細書 英国特許第２２０２６７３号明細書

1992、Chang-Lee Chenら、"IEEE Transactions On component Hybrids and Manufacturing Technology、Vol. 15 No. 4、pages 451-456"

このコーティング層は、図８Ａ〜８Ｃにおいて例示するように、３種の欠陥を持つことがある。

まず、コーティング材が堆積している間、この材料は、接着層に付着できず（図８Ａ）、それどころか、接着層と過度に相互作用することがあり、その結果、混和性となる（図８Ｂ）。場合により、これによって、１種の抑制帯域（restraint zone）または複数の抑制帯域１１３（図８Ａ）または材料１０３および接着剤１２２の混合帯域１２３（図８Ｂ）のいずれかが得られる。接着層が収縮する間、混和性または濡れていないこれらの場合には、このコーティング材または部品が引き離され、そしてまた、ウエハ上に大きな制約（significant constraints）が見られ、または、部品の性能が乏しいものとなる。

それらの間の異なる熱膨張係数（ＴＥＣ）によって、一方では、コーティング材１０３（ＴＥＣは１０ｐｐｍ／℃に近く、またはこの値より大きい）で、また他方では、受入ウエハ１０２および／または部品１０４の基板（ＴＥＣはシリコンに対して２．３ｐｐｍ／℃に近い）であり、それは、温度が変動している間、例えば、コーティング層の硬化（ハードニング）の間に、コーティング層において強い制約の出現を引き起こす（図８Ｃ）。これらの制約は、ウエハの変形および破裂さえも引き起こす。それらは、図８Ｃにおいて帯域１１０、１１０´として確認され、そして部品１０４の周辺上、またはそれらの後面上のいずれでも位置する。

本発明は、これらの問題を解決することを目的とする。

とくに、ウエハにおける制約上のＴＥＣの違いによる衝撃を減少させることを目的とする。

本発明の他の目的は、製造された装置および接着層の間の接触面（界面）を改良することである。

（本発明の説明）まず、本発明は電子装置に関し、前面および後面を持ち、少なくとも１種の別個の集積部品を設けられ、この部品の活性面は、前面の側部分に現れ、また、
・部品に対して少なくとも側面に沿って（横方向に）存在し、前記部品が装置において保持されるのを確実にするコーティング材、
・部品の活性面には存在せず、コーティング材が１種の部品または複数の部品から分離される緩衝層
を具える。

２つの隣り合った部品の場合、緩衝層は、部品間の空間を完全に充填することはなく、部品間、または部品の側部分上に存在する緩衝層の部分の間で残った空間は、コーティング材によって占められ（塞がれ）る。

１具体例において、１種または複数の部品は、受入マトリクスにおいて存在する少なくとも１種の空隙に置かれ、１種または複数の空隙は受入マトリクスを通過し、緩衝層は１種または複数の空隙の側腹部（フランク、側面部）上に少なくとも存在する。したがって、緩衝層は、コーティング材を１種もしくは複数の部品から、および受入マトリクスから分離され、そして受入マトリクスの前面には存在しない。それは、１種または複数の空隙の側腹部および部品の側腹部の間の空間を完全に充填することはない。

具体例に関係なく、緩衝層は、制約を制限または吸収（緩和）することができる特性を持ち、それは温度が上昇および／または低下する間、一方はコーティング材で、他方は１種または複数の部品および光学ウエハであるそれらの間に現れる。

２つの異なる先行する各々の装置によると、
・緩衝層は、コーティング材を装置の前面でマスクすることができ、
・コーティング材は、装置の前面で可視的である（見る）ことができ、緩衝層は、部品の側腹部上にのみ存在し、コーティング材および緩衝層は、部品の活性表面にあるか、またはそれに対して後方に傾いて（横たわって）いる。

同様に、本発明は、ウエハ、つまり前記再構成ウエハ内に、少なくとも１種の別個の集積部品を集積する方法（プロセス）に関し、方法では、
ａ）少なくとも１種の別個の部品は基材（基板）上に配置され、前記支持基材は、
ｂ）その後、緩衝層を、部品の後面および側腹部上に少なくとも堆積し、前記緩衝層は基材と接触した表面上に堆積されない。
ｃ）その後、コーティング材は部品に対して少なくとも横方向に堆積され、この材料は、緩衝層によって覆われた表面上にのみ堆積される。

工程（ステップ）ａ）は、受入マトリクスを通過する１種もしくはそれより多くの空隙において、１種またはそれより多くの部品を配置することを含むことができる。

工程ｂ）の間に緩衝層の形成を、マトリクスの後面および１種または複数の空隙の側腹部上で少なくとも行い、前記緩衝層は、空隙の側腹部および部品の側腹部の間の空間を完全に充填することはなく、工程ｃ）の完了の際に、コーティング材を受入マトリクスの材料から分離する。

まず、マトリクスを支持基材上に配置することができ、その後、部品を受入マトリクスの１種または複数の空隙において配置する。逆に、マトリクスは、別個の部品を配置した後にだけ置くことができ、１種または複数の空隙は部品を取り囲む。

支持基材は、シリコン、またはガラス、またはアルミナ、または石英から形成することができる。

本発明に従ったプロセスにおいて、接着層は、工程ａ）に先立って支持基材上に堆積することができ、ｂ）で堆積される緩衝層は、部品によって占められない接着材の少なくとも一部分、１種または複数の部品の後面および側腹部上、および随意的に受入マトリクスの背後部分および空隙の側腹部上に堆積する。

本発明に従ったプロセスにおいて、緩衝層は有利には、接着層に、および１種または複数の部品の後面および補助的側腹部（aux flanks）に付着し、および好ましくは、接着層と混和性でない（非混和性（immiscible）である）。したがって、緩衝層は、接着層の表面上で反応材料が形成されるのを妨げ、その一方支持基材上の異なる要素を維持する。

また、制約の効果を減少させるため、緩衝層は、例えばアバブＩＣ集積プロセスの間またはコーティング材の硬化の間に、再構成ウエハにおいて現れ、有利には、コーティング材のガラス体転移温度より低いガラス体転移温度を持つ。それは制約の影響下で圧縮すると変形する。緩衝層もまた好ましくは、低いヤング率を持ち、その変形を温度の負の変動の間に確実にする。

本発明に従ったプロセスにおいて、緩衝層は、気相において、またはＡＬＤによって、またはＣＶＤによって、またはゾルゲルプロセスによって堆積することができる。

本発明に従ったプロセスまたは装置において、１種または複数の部品は、主に、例えばシリコン、ＡｓＧa、またはＩｎＰ、またはガラスから形成される支持基板を持つ。また、各部品は、同じウエハ内に集積した他の部品の寸法または種類と異なる大きさおよび種類であることができ、例として、電子部品の種類、またはＭＥＭＳまたはＮＥＭＳ、またはＭＯＥＭＳまたはＮＯＥＭＳ、またはバイオ部品、または受動素子、または装置の前面および後面の間で導電性経路（conductive passage）として単に作動する（機能する）部品のものである。

緩衝層は有利には、１０ｎｍ〜１０μｍの間の厚さを持つ。これは、ＰＭＤＡ−ＤＡＨまたはＰＭＤＡ ＥＡＤまたはＰＭＤＡ ＯＤＡ、またはポリ−Ｖ３Ｄ３、または有機鉱物（天然）樹脂またはパリレンＣまたはパリレンＮまたはパリレンＤから形成することができる。

本発明に従ったプロセスまたは装置において、コーティング材は、以下の種類であることができ、エポキシまたはポリウレタンまたはエラストマーまたはシリコンまたはアクリルまたはメタクリル樹脂（メタクリル酸塩）またはポリプロピレンまたは可溶性ガラスまたはシリカ粒子と混合される可溶性ガラスの種類である。

本発明に従ったプロセスまたは装置において、空隙を有する受入マトリクスがある場合、この受入マトリクスは、シリコンまたはＡｓＧＡまたはＩｎＰから形成することができる。また、このウエハの表面は、電子部品、ＭＥＭＳまたはＮＥＭＳ、ＭＯＥＭＳまたはＮＯＥＭＳ、またはバイオ部品、または受動素子を含む１種またはそれよりも多くの半導体部品を含むことができる。

本発明に従う装置の例を示す図である。 本発明に従う装置の例を示す図である。 本発明に従う装置の例を示す図である。 本発明に従う装置の１種を、再構成ウエハの形態において例示する図である。 本発明に従う方法を実行する例の工程を示す図である。 本発明に従う方法を実行する例の工程を示す図である。 本発明に従う方法を実行する例の工程を示す図である。 本発明に従う方法を実行する例の工程を示す図である。 本発明に従う方法を実行する例の工程を示す図である。 本発明に従う方法を実行する例の工程を示す図である。 本発明の範囲内において、緩衝層として提案した材料の特性を挙げた表である。 本発明に従う第２の方法を実行する例の工程を示す図である。 本発明に従う第２の方法を実行する例の工程を示す図である。 本発明に従う第２の方法を実行する例の工程を示す図である。 本発明に従う第２の方法を実行する例の工程を示す図である。 本発明に従う第２の方法を実行する例の工程を示す図である。 本発明に従う第２の方法を実行する例の工程を示す図である。 本発明者によって確認された問題を例示する図である。 本発明者によって確認された問題を例示する図である。 本発明者によって確認された問題を例示する図である。 アバブ−ＩＣ処理ラインを通過後、本発明に従って作成される装置の適用の例を示す図である。

本発明の具体例を以下に詳述し、図１から７につき例示するが、図面における異なる要素の参照番号は、異なる図面でも共通である。

本発明に従う第１の装置は断面で図１において例示する。

この装置は、最大で厚さｈおよび幅Ｌ１の電子部品４および４´を１種またはそれよりも多く含む。これらの部品の活性面は、参照番号１０および１０´によって指定され、すなわちこれらは、部品の機能性を規定する基本的成分を具現する面であるか、またはその上で前記基本的成分が作成される。これらの面１０および１０´は、表面８、装置の前記前面と同一平面である。このモードに従う装置は、しかし、他の具体例に従う装置と似て、平面ｘｙにおいて実質的に拡がり、方向ｚにおいてその厚さｈであり、この同じ平面ｘ０ｙにおいて拡がるその方向に対して小さな平面ｘ０ｙに垂直であり、厚さｈは１０μｍまたは３００μｍから数ミリメートル、例えば１ｍｍまたは５ｍｍまで変動し、装置の寸法は平面ｘ０ｙにおいて、１５０ｍｍから４００ｍｍまで、またはさらによれよりも大きく、とくにガラス練り板（glass slab）のためである。

この装置はまた、部品の側腹部５および５´上ならびに装置の面８上に少なくとも存在する緩衝層６を含む。この例だけでなく以下の例においても、装置の平面ｘ０ｙにほぼ垂直なこれらの部品の一部分は、部品の側腹部（フランク）と呼ばれる。この緩衝層は、厚さｅを持つ。結果的に、１種以上の部品があるとき、厚さｅは、２つの部品の間の空間ｗを完全に充填することがないように選定する。有利には、ｅは、ｗで、この空間の幅の０．１倍よりも小さい。

最後に、緩衝層の材料と異なるコーティング材またはカプセル化材３が存在し、部品４および４´および装置の表面８から緩衝層６によって分離する。したがって、表面８または平面ｘ０ｙの平面と平行な軸に沿った２つの部品の間は、表面８に近い厚さｅを除いて、２つの部品が、少なくとも緩衝層の第１部分、コーティング材の層、および緩衝層の第２部分によって分離される。

１種またはそれよりも多くの部品４は、異なる種類のマイクロ電子部品から選ぶことができ、例えば、それぞれは、集積回路、および／またはＭＥＭＳまたはＮＥＭＳセンサー、および／または光学部品（ＭＯＥＭＳまたはＮＯＥＭＳ）および／またはバイオ成分および／またはスイッチ、および／または装置の２つの面の間で導電性経路として単に作用する部品であることができる。これらの部品は、すべて同じであることができ、または異なることができる（それらはとくに他の部品と異なる厚さを持つことができる）。

その後、面８は、マイクロ電子または“アバブ−ＩＣ”型のプロセスによって、以下で説明するように処理することができる。

緩衝層６は、制約を制限または吸収することを許容する特性を持ち、その制約は、一方はコーティング材で、および他方は１種または複数の部品および随意的なウエハであり、温度が上昇または低下する間、それらの間に現れることがある。

したがって、この緩衝層は好ましくは、低いヤング率を持ち、それはコーティング樹脂のものよりも低い。この緩衝層のヤング率は有利には、１．５ＧＰａおよび１０ＧＰａの間である。

緩衝層は好ましくは、ガラス体転移温度Ｔｇ（６）で、コーティング材３のものＴｇ（３）よりも低いものを持ち、例えば８０℃および１５０℃の間であり（これはパリレンに対するの場合であり）、コーティング材３は、−および特にここで例によって与えられるものである−、概して１２０℃および２２０℃のガラス体転移温度を持つ。

例として、緩衝層は、ＰＭＤＡ−ＤＡＨまたはＰＭＤＡ ＥＤＡまたはＰＭＤＡ ＯＤＡまたはＰＭＤＡ−ＤＮＢまたはＰＭＤＡ−ＰＤＡ、またはポリ−Ｖ３Ｄ３（これはポリ（１，３，５−トリビニルトリメチルシクロトリシロキサン）である）または有機鉱物樹脂またはパリレンＣまたはパリレンＮまたはパリレンＤから作成することができる。有利には、緩衝層６は、パリレンＣまたはパリレンＮまたはパリレンＤから作成し、これらのものの特性を図６での表において与える。ＰＭＤＡは１，２，３，５−ベンゼンテトラカルボン酸無水物（tetracarboxylic anhydride）であり、ＤＮＢは２，４−ジアミノニトロベンゼンであり、ＯＤＡは４，４−オキシジアニリンであり、およびＥＤＡはエチレンジアミンであり、ＤＡＨは１，６−ジアミノヘキサンであり、ＰＤＡは１，４−フェニレンジアミンであることが思い出される。

コーティング材３は有利には、低い熱膨張係数（ＴＥＣ）を持ち、すなわち、例えば５ｐｐｍ／℃および５０ｐｐｍ／℃の間、より一層好ましくは２０ｐｐｍ／℃より低い。

コーティング材３の例は、エポキシ樹脂、ポリウレタン、エラストマー、シリコン材料、アクリル、メタクリル樹脂、ポリプロピレン、または可溶性ガラスである。これらの材料のそれぞれのＴＥＣを低くするため、粒子、例えばシリカ、または別の種類の材料とそれを混合するように選択を行い、得られるコーティング材に、電子的および／または熱的および／または機械的な特性を与えることを目的とすることができる。

図２は、本発明の第１の具体化の特定の場合を例示し、ここでこの装置は、隣り合う部品を持たない単独の部品４だけを備える。この特定の場合では、表面８に触れる緩衝層もまた除去されており、材料３の表面９が露出し、厚さの段差（ステップ）ｅは、表面１０および表面９の間に存在する。この装置はさらに、装置の後面に強化支持基材８０のスタックを備える。

図３は、本発明の第３の具体化を示し、そこでは異なる別個の部品４，４´および４´´が、厚さｈのマトリクス２の内側に作成される１種またはそれよりも多くの空隙７および７´において置かれる。同じ空隙においていくつかの部品を持つことが可能であることに注目される（これは、図３の２つの部品４、４´の場合である）。マトリクス２の前面１１は、装置の表面８に触れ、そしてしたがって、それは部品４の面１０、１０´および１０´´とおよそ同じレベル（高さ）である。受入マトリクスは好ましくは、ＴＥＣが別個の部品のそれと同じまたは近い材料から形成される。それは例えば、シリコンのような半導体材料から作成される。

マトリクス２において、２つの隣り合った空隙７、７´は、部品の幅を表すＬ_２、Ｌ_１によって指定される距離だけ離すことができる。ｈの寸法についての規模の桁で、Ｌ_１およびＬ_２は以下に与えられる。

図３の具体化において、空隙７の側腹部は、緩衝層６によって覆われ、そこでの厚さｅは、２つの部品の間の空間、および空隙７の縁部分（エッジ）および部品の縁部分５、５´または５´´の間の間隔を完全に充填することがないように選定する。有利には、ｅは、ｗおよびｗ´で、それぞれこれらの間隔の幅であるものの０．１倍より小さい。

図４は、図３の種類の、本発明に従う集積装置を例示する。この装置は、受入マトリクス２によって構成される支持基材を備える。複数の部品４、４´、４´´を、このマトリクス中に挿入し、装置の面８の平面において、その活性表面１０、１０´、１０´´が可視的である。異なる部品は、異なる厚さを持つことができ、そしてとくに、マトリクス２の厚さとは異なる。マトリクス２の面１１は、空隙７の形成に先立って処理（加工）させることができる。本発明の方法の応用に従って、図４の再構成ウエハはその後、以下に説明するように、“アバブＩＣ”型のプロセスによって処理することができる。

図３および図４の具体化の緩衝層およびコーティング層のための物質の例は、図１および図２と併せて既に上記に与えたものである。

上に記載したすべての例に関して、寸法ｈ、ｗ、ｅ、Ｌ_１およびＬ_２の規模の桁は、以下のものであることができ、
・ｈは、１０μｍおよび数ｍｍの間で、例えば５ｍｍのオーダーであることができ、
・ｗおよびｗ´は、１００μｍおよび数ｍｍの間であることができ、これらの値は、例えば１ｍｍのオーダーであり、
・ｅは、１０ｎｍおよび数μｍの間で、例えば１０μｍのオーダーであることができ、
・Ｌ_１は、１００μｍおよび数ｍｍの間で、例えば２ｃｍのオーダーであることができ、
・Ｌ_２は、１００μｍおよび数ｍｍの間で、例えば２ｃｍのオーダーであることができる。

これらの値は、例であり、そして他の値も、示した範囲を超えて可能である。

図１、２、および３に関連して記載される装置で、部品４、コーティング材３、および緩衝層６を有するものは、作成された後に、種々の処理またはプロセスの対象であることができる。したがって、“アバブＩＣ”型のプロセスは、例として引き合いに出すことができる。“アバブ−ＩＣ”型のこれらのプロセスは、装置の面８上および部品の活性面１０上、また随意的にはマトリクス２の面１１上に作成するのが適切であり、以下の種類であることができ、
・受動素子の薄膜の集積（thin-layer integration）（抵抗および／または容量および／またはインダクタンス）、
・および／または、電気接触（電気接点）の別経路切替え（rerouting）および／もしくは部品４、４´および４´´の間のトラック（行路）および接触の複合体の集合の形成である。この集合は、例として相互接続が形成されるように、金属材料および絶縁体材料のスタックから構成することができる（図３の層３０）、
・および／または集積で、部品４の表面１０上のもので、光学部品（例えばマイクロレンズ）または相互接続スタッド（留め具）の、例えば、可溶性ボールの成長、またはボールの移入によるもの、または“スタッド・バンプ（Stud Bump）”の製造、またはマイクロ挿入（micro-inserts）の成長、またはウエハ上の部品のハイブリッド形成（ウエハ上のチップ（チップ・オン・ウエハ）である。

これらの同じ処理は、どの装置に対しても遂行することができ、少なくとも１種の部品４、緩衝層６およびコーティング材３とを備え、先に記載した３つの具体化のすべてまたは１部分を組み合わせることによって得ることができる。

本発明に従う方法の例を、図５Ａ〜５Ｆに関連して今回与えられる。このプロセスの例は、とくに図１および２の装置を生産する。

第１工程は、１種または複数の部品４および４´の、硬い平面の支持体２１上への配置であり、それは、例えばシリコン、またはガラスから作成される支持基材、または石英マスクまたはアルミナまたはポリマーのプレート（板）である（図５Ａ）。有利には、この支持基材は、あるＴＥＣを持ち、それは部品４のものに近いか、またはさらに同一であり、部品を良好な配置を確実にする（したがって、コーティング材３の硬化の時点での置換（移動）および／または制約を制限する（例えば２００℃近くで加熱することによって行われる））。

１種または複数の部品４の配置機材（placement equipment）は、５．１０^−４ｒａｄより良好な並行度を有する、マイクロニックの横方向の精度を達成する。面８上のその後の集積の間、これらの値は、概して数十μｍのオーダーの幅を持つ活性面上に位置される部品の接続スタッド上の接触を取るのに十分である。

支持体２１上の１種または複数の部品の一時的な挙動は好ましくは、支持体上に堆積される接着層２２によって生じる（図５Ａ）。この層２２は好ましくは、樹脂３の熱的硬化処理のその後の支持体に対して適切である。次いで除去することができる。例えば、これは、旋回物によって堆積される樹脂、またはラミネート接着膜、または感光性のポリマー、またはスプレーであることができる。

これらの部品は次いで、支持体２１の方に、または支持体２１上に形成される随意の接着層２２の方に向き直る活性面１０と共に配置される。それらは、支持基材２１上または接着層２２上に前もって固定されているロッド（棒）またはマーク（印）のために整列されることができる。したがって２つの部品の間に空間Ｘが存在する。

次いで、厚さｅの緩衝層６を、実質均一に堆積する（図５Ｂ）。この緩衝層６は、１種または複数の部品４、４´の後面部および側面部５、ならびに支持基材２１（または随意の接着層２２）を覆う。

この層６は好ましくは、湿潤性および化学的慣性のその質に関して、支持基材２１（および／または随意の接着層２２）の物質と共に選定する。

有利には、緊張状態における制約を吸収するため、また温度が下がった際に容易に変形させるため、緩衝層は、低いヤング率、有利には１．５ＧＰａおよび１０ＧＰａの間を持つ。逆に、アニーリングの間の圧縮における制約を吸収させるため、この緩衝層は好ましくは、コーティング材３のガラス体転移温度Ｔｇ（３）よりも低いガラス体転移温度Ｔｇ（６）を持つ。Ｔｇ（６）は、例えば、８０℃および１５０℃の間であり、コーティング材３は概して１２０℃および２２０℃の間のガラス体転移温度を持つ。

この緩衝層６の厚さｅは、２つの部品間の空間Ｘを完全に充填することがないように選定する。例えば、０．１倍のｗよりも小さくなるように選定し、ｗは空間Ｘの幅を指定する。

この緩衝層６は、ＡＬＤによって、またはＣＶＤによって、またはゾルゲルプロセスによって、または気相において堆積することができ、これらのプロセスを、所望の厚さに適合させる。有利には、緩衝層６は、パリレンＣまたはパリレンＮまたはパリレンＤから形成し、その特性は、図６の表において与えられる。

次の工程は、コーティング材３を用い、緩衝層６によって覆われる部品４の間で存在する自由な空間の充填である（図５Ｃ）。材料３は、１種または複数の部品から、支持基材から、および随意の接着層から、少なくとも緩衝層６によって分離される。この材料３は、例えば、シリンジ（注射筒）または何かによって、より一層大ざっぱには、型において１滴または大粒の滴群を堆積させることによって、またはスピナーもしくは旋回物による堆積によって、局所的に分配される。２つの部品間のコーティング材の浸透を、次いで真空にすることによって促進させることができる。次いで、このコーティング材３を硬化（キュア）させる（例えば、加熱による）。

その後、後面８´の薄化（Thinning）および研磨を完了させることができる（図５Ｄ）。ある一定の部品４についって、または部品４のすべてについて、この薄化（薄くすること）は、部品４の後面上に存在する緩衝層を排除することができる。また、この装置の薄化によって、部品群の一部またはすべての厚さを減少を導くことができる。

その後、この装置を、支持体２１から、および随意の接着層２２から分離することができる（図５Ｅ）。これらは、それらの性質に従って、剥離、化学的エッチング、または支持体２１が透明であれば支持体を介して接着層２２を日射することによって、これらを除去することができる。一定の場合において、支持体が維持され、とくに、支持基材２１（および随意の接着層２２）が一定の波長で透明である場合、および１種またはそれよりも多くの部品４が光学的部品である場合である。

支持体２１の除去工程の前または後に、装置の後面を、強化支持体８０に取り付けて、アセンブリ（組立て体）を強固にすることが実現可能である（図５Ｅ）。

次いで、前面８上で、緩衝層６の厚さｅの排除を進行させることが可能であり、（図５Ｆ）、このようにしてコーティング材３が露出され、とくに、部品４を分離する領域においてである。しかし、緩衝層の材料はまだ、コーティング材３および部品４の側腹部の間の分離を許すように存在することができ、このようにして、材料３および緩衝層６は、１種または複数の部品４の面１０に対して厚さの段差ｅを見せる。

次いで、この装置は、“アバブＩＣ”ステップのためのマイクロエレクトロニクス型の、例えば既に上述した種類のラインに導入することができる。

本発明の第２の具体例に従う方法は、図７Ａ〜７Ｆに関連して存在する。この方法はとりわけ図３の装置を生産する。

ウエハ１を選定し（図７Ａ）、それは１種または複数の部品のＴＥＣに近いＴＥＣを持つ材料から形成される。例えば、それは、ＡｓＧａまたはバージン（未使用）シリコンから形成され、またはそれは、既に処理されている。このウエハには、とりわけ、ロッドもしくはマーク、および／または部品（例えば薄膜において）および／またはウエハを通過する導電性ホールを配置することが含まれる。

空隙７は、レーザーエッチング、化学的エッチング、または超音波機械加工のような技術によって、このウエハにおいて作成され（図７Ｂ）、このようにして、受入マトリクス２が形成される。

次の工程は、空隙７における部品４の配置であり（図７Ｃ）、これらの部品４は、先に記載した方法において存在するものと同じ種類であることができる。この効果に対して、受入マトリクス２は、例えば、シリコンまたはガラスから形成される別のウエハ、または石英マスクまたはアルミナのプレートの、硬性で、および平面の支持基材２１上に配置することができる。有利には、支持基材は同様に、受入マトリクス２および部品４のＴＥＣと近いまたは同一でさえあるＴＥＣを持ち、コーティング材３の硬化の時点（例えば２００℃近くでの加熱によって遂行される）の置換および／または制約を制限することによって、部品の良好な配置が確実にされる。

支持体２１上の部品の、および受入マトリクスの一時的な挙動は、支持体上に堆積される接着層２２のためである場合がある（図７Ｃ）。この層２２は、前述した第１の方法におけるのと同じやり方で選定する。

次いで、これらの部品は、支持体２１の方に、または支持体２１上に形成される随意の接着層２２の方に向き直るそれらの活性面１０と共に配置される。空隙における整列は、受入マトリクス２上または、支持基材２１上、または接着層２２上のいずれかでも、前もって置かれたロッドまたはマークを介して行うことができる。変形として、まずこれらの部品を支持体２１上（または接着層２２上）に置き、そして次いで配置された部品の周りで受入マトリクス２を置くことが可能である。

２つの部品の間、または部品およびそれらを囲む空隙の側腹部の間に、空間Ｘおよび残るＸ´がある。

緩衝層６を次いで、実質均一性を伴って堆積する（図７Ｄ）。この緩衝層６は、部品の後面および側部分５、ウエハの後面１１´、空隙７の側腹部および支持基材２１（または随意の接着層２２）を覆う。この緩衝層６は、先に言及したのと同じ基準に応答するように選定し、そしてそれを同じ手段によって堆積する。

この緩衝層６の厚さｅは、それが隙間ＸおよびＸ´を完全には充填することがないように選定する。この厚さは有利には、０．１倍（少なくとも１０倍より小さい）のｗ´よりも小さく、ｗ´は空間Ｘ´の幅を指定し、ｗ´はｗで、空間Ｘの幅と同じオーダーの規模である。

次の工程は、各空隙７において、コーティング材３で自由な空間を充填することであり（図７Ｅ）、材料３は、緩衝層６とだけ直接接触して置かれる。この材料は、例えばシリンジまたは何かによって、より一層大ざっぱには、ウエハ上に１滴または大粒の滴群を堆積させることによって局所的に分配される。２つの部品間において、および空隙７においてコーティング樹脂の浸透は、真空にすることによって促進することができる。この充填材３は次いでキュアされる（例えば、加熱によって）。

次に、後面８を研磨すること、および／または支持基材の除去および／または強化基材の付加の工程が、先の具体例におけるのと同様にわれる（図７Ｆ）。

図７Ｆは、支持基材の除去工程の間または後に、装置の前面上に存在する緩衝層の排除が遂行される可能性を例示する。こうして、コーティング材３が露出され、緩衝層の材料は、コーティング材３および空隙７の、および部品４の側腹部の間の分離を許すように、まだ存在する。最後に、材料３および緩衝層６は、受入マトリクスの面１１および１種または複数の部品４の面１０に対して厚さ段差ｅを見せる。

次に、このウエハを、“アバブＩＣ”ステップのためにマイクロエレクトロニクス型で、例えば既に上述した種類のものラインに再導入することができる。

先行するプロセスに関連して、受入マトリクスの付加の利点は、部品４の周りに、マイクロ電子部品および／またはＭＥＭＳ／ＮＥＭＳの集積を既に完了させることができる表面を存在させることである。このようにして、本発明を実現するこのプロイセスは、多物品装置（multi-component device）を創作するだけでなく、１種または複数の部品を受入マトリクス上で初期に存在する部品の集積と一緒の“アバブＩＣ”型の同時集積を受けることができる“スステム・イン・チィップ”型の装置を創作し、このようにして接続の過剰の厚さが避けられる。

図７Ｃから７Ｆまでに明らかであるように、受入マトリクス２の同じ空隙内に集積されるいくつかの部品を持つことができる。

図５Ａから５Ｆまでによって例示されるプロセスは、２つよりも多い部品を集積することができ、そしてまたこのプロセスは、これらの部品の周りの受入マトリクスを利用することがなく、再構成ウエハは、別個の集積部品から構成され、緩衝層は、これらの部品および少なくともコーティング材３によって構成されるマトリクスに対して少なくとも横方向に存在する。

ウエハにおける部品組立体の慣習的技術（“チップ・イン・ウエハ”として既知である技術）に関し、緩衝層の物理的特性のために、本発明に従うプロセスは、ウエハを曲げることができる充填材における制約を最小限にする。また、これらのプロセスは、コーティング材３および接着層の間の混和性および乏しい湿潤性のリスクを排除することによって、このプロセスの産業化を推し進める。

最後に、本発明に従うプロセスは、既に試験され（“ノウン・グッド・ダイ（Known Good Die）”）、同じマトリクス２において異なるソース（供給源）および厚さを持つ部品４を混合する。例えば、マトリクスの２つの面の間で導電性経路として単に作用する部品を集積することができる。

図９は、本発明に従う装置１００の使用の場合を例示する。この装置によると、“アバブＩＣ”タイプのプロセスによって堆積される層３０の付加があり、この薄層は、電気接触、抵抗の受動素子、インダクタンス、容量タイプ、フィルター、光学的導波管（optic wave guides）などの再分配ラインから構成されることがきる。

少なくとも１種の電子部品４０は、再構成ウエハに挿入される部品と同種のものであり、この層３０の上に堆積された。この、またはこれらの上側部品４０は、可溶性のボールのタイプ４５、マイクロ挿入物、スタッドバンプ、ポリマー導体などの接続素子を用いて固定される。

Claims (28)

1. 電子装置であって、前面および後面を有し、少なくとも１種の個別の集積部品を設けられ、部品の活性面は、装置の前面の側部分に現れており、
   ａ）コーティング材であり、部品に対して横方向に少なくとも存在し、前記部品が装置において保持されるのを確実にするもの、
   ｂ）絶縁緩衝層であり、部品の活性面にはなく、コーティング材がこの部品から分離されるもの
   を具える、装置。
2. 部品は、主にシリコン、またはＡｓＧａ、またはＩｎＰまたはガラスから作成される支持基材を備える、請求項１記載の装置。
3. コーティング材は、エポキシまたはポリウレタンまたはエラストマーまたはシリコンまたはアクリルまたはメタクリル樹脂（メタクリル酸塩）またはポリプロピレンまたは可溶性ガラスまたは例えばシリカから形成される粒子と混合された可溶性ガラスまたは電気的および／または熱的および／または機械的な特性をこのようにして形成した材料に与える目的を有する若干の他の種類の材料である、請求項１記載の装置。
4. 緩衝層は１０ｎｍおよび１０μｍの間の厚さを持つ、請求項１記載の装置。
5. 緩衝層は、ＰＭＤＡ−ＤＡＨまたはＰＭＤＡ ＥＡＤまたはＰＭＤＡ ＯＤＡ、またはポリ−Ｖ３Ｄ３、または有機鉱物樹脂またはパリレンＣまたはパリレンＮまたはパリレンＤから形成される、請求項１記載の装置。
6. いくつかの個別の部品を備え、緩衝層は部品間の空間を完全には充填せず、部品間に残る空間はコーティング材によって占められる、請求項１記載の装置。
7. ・部品は受入マトリクスにおいて存在し、この受入マトリクスを通過する少なくとも１種の空隙において置かれ、
   ・緩衝層は１種の空隙または複数の空隙の側腹部に少なくとも存在し、コーティング材が受入マトリクスの材料から分離され、緩衝層は受入マトリクスの前面には存在せず、前記緩衝層は１種の空隙または複数の空隙の側腹部および部品の側腹部の間の空間を完全には充填せず、残る空間はコーティング材によって占められる
   請求項１記載の装置。
8. 受入マトリクスは、その表面上で、電子部品、ＭＥＭＳまたはＮＥＭＳ、ＭＯＥＭＳまたはＮＯＥＭＳ、バイオ部品、受動素子の中から１種またはそれよりも多くの半導体部品を受け入れるかまたは備える、請求項７記載の装置。
9. 受入マトリクスは、シリコンまたはＡｓＧＡ、ＩｎＰまたはガラスから形成される、請求項７記載の装置。
10. 装置の後面は、機械的剛性を確実にするために強化基材に固定される、請求項１記載の装置。
11. 緩衝層は装置の前面上でコーティング材をマスクする、請求項１記載の装置。
12. コーティング材は装置の前面上で可視的であり、緩衝層は部品の側腹部上にしか存在せず、コーティング材および緩衝層は、段差（ステップ）または厚さの段差を現すか、または部品の活性表面に対して後方に傾く、請求項１記載の装置。
13. 各部品は、電子部品、またはＭＥＭＳまたはＮＥＭＳ、またはＭＯＥＭＳまたはＮＯＥＭＳ、またはバイオ部品、または受動素子、または装置の前面および後面の間に導電性経路を形成するための部品である、請求項１記載の装置。
14. 少なくとも１種の個別の部品をウエハにおいて集積するための方法であって、前記の再構成ウエハは、
    ａ）少なくとも１種の個別の部品が支持基材上に配置され、前記支持基材は、
    ｂ）緩衝層が部品の後面および側腹部上に少なくとも堆積され、前記緩衝層は基材と接触する部品の表面上には堆積せず、
    ｃ）コーティング材が部品に対して横方向に少なくとも堆積され、この材料は、緩衝層によって覆われた表面上に堆積される
    方法。
15. 支持基材は、シリコン、またはガラス、またはアルミナ、または石英、またはポリマーから形成される、請求項１４記載の方法。
16. 接着層は工程ａ）に先立って支持基材上に堆積され、ｂ）において堆積される緩衝層は部品によって占められない接着材料の少なくとも１部分上に堆積され、および部品の後面および側腹部上に堆積される、請求項１４記載の方法。
17. 緩衝層は接着層と非混和性である、請求項１６記載の方法。
18. 緩衝層は１種の部品または複数の部品の後面および側腹部上に付着する、請求項１６記載の方法。
19. 緩衝層は、気相において、または、ＡＬＤによって、またはＣＶＤによって、またはゾルゲル法によって堆積される、請求項１４記載の方法。
20. いくつかの部品が配置され、工程ｂ）で堆積される緩衝層は部品間で空間を完全には充填せず、残りの空間はコーティング材によって占められる、請求項１４記載の方法。
21. ・工程ａ）は、受入マトリクスを通過する１種またはそれよりも多くの空隙において、１種またはそれよりも多くの部品を配置することを含み、
    ・および、工程ｂ）は、マトリクスの後面および１種の空隙または複数の空隙の側腹部上に少なくとも緩衝層を形成することを含み、空隙の側腹部および部品の側腹部の間で空間を完全には充填せずに、また、工程ｃ）の完了の際、コーティング材を受入マトリクスの材料から分離する
    請求項１４記載の方法。
22. ウエハはまず支持基材上に配置され、次いで部品は受入マトリクスの１種の空隙または複数の空隙において配置される、請求項２１記載の方法。
23. ウエハは個別の部品を配置した後にのみ設置され、１種の空隙または複数の空隙は部品を囲む、請求項２１記載の方法。
24. さらに、ウエハの後面を薄くする工程を含む、請求項２１記載の方法。
25. さらに、機械的性能を確実にするために役立つ強化基材の後面上への接着工程を含む、請求項２４記載の方法。
26. さらに、それらの性質に従い、剥離によって、または化学的エッチングによって、または日射によって、または研磨によって、支持基材の、および随意の接着層の除去工程を含み、再構成ウエハの、表面、前記前面（８）を露出させる、請求項１４記載の方法。
27. さらに、再構成ウエハの前面上に存在する緩衝層の少なくとも１部分を除去する工程を含み、コーティング材はむき出しにされ、そして段差が示され、または１種または複数の部品に対して後方に傾き、緩衝層は１種または複数の部品の側腹部の少なくとも１部分上にまだある、請求項２６記載の方法。
28. 緩衝層は、ＰＭＤＡ−ＤＡＨまたはＰＭＤＡ ＥＡＤまたはＰＭＤＡ ＯＤＡまたはＰＭＤＡ ＤＮＢまたはＰＭＤＡ ＰＤＡ、またはポリ−Ｖ３Ｄ３、または有機鉱物樹脂またはパリレンＣまたはパリレンＮまたはパリレンＤから形成される、請求項１４記載の方法。

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