JP2003069034A - フレキシブルなモノリシック集積回路およびその製造方法 - Google Patents

フレキシブルなモノリシック集積回路およびその製造方法

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ヨハン‐ハインリッヒ、フォック
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Hauke Pohlmann
ハウケ、ポールマン
Andreas Gakis
アンドレアス、ガキス
Michael Burnus
ミカエル、ブルヌス
Martin Schaefer
マルティン、シェファー
Henricus Godefridus Rafael Maas
ヘンリクス、ゴーデフリードウス、ラファエル、マース
Theodorus Martinus Michielsen
テオドルス、マルティヌス、ミシールセン
Ronald Dekker
ロナルド、デッカー
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 改善された接合特性を持ち、単純かつ安価
に、しかも実質的に任意のサイズに実現することが可能
なフレキシブルな集積回路の提供。 【解決手段】 本発明による実質的にフレキシブルな回
路要素、これらフレキシブルな回路要素間の接続要素、
及びポリマーから成る層材の少なくとも一つの層を含む
フレキシブルコーティングから構成されるフレキシブル
なモノリシック集積回路は、物及び人の戦略的追跡のた
めのフレキシブルなデータキャリア上に設けられたエレ
クトロニックデバイス用の小さく便利な集積回路として
適する。本発明はさらにフレキシブルなモノリシック集
積回路を製造するための方法にも関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はフレキシブルな回路
要素を含むフレキシブルなモノリシック集積回路および
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のモノリシック集積回路は、共通の
単結晶半導体ウェーハ内或いはこの上に設けられた様々
な回路要素、例えば、ダイオード、トランジスタ、抵
抗、キャパシタ、及びコイルを備える。半導体ゾーン、
絶縁バリア領域、及び金属導電接続から成る集積回路の
複数の複雑な構造は非常に薄く、しばしば、数ミクロン
メートルの深さを超えて延びることはなく、電荷キャリ
アは実質的にチップの表面の所に位置する薄い層及びチ
ャネル内を移動する。
【０００３】５０μｍ未満の層厚を持つ半導体材の薄い
層は、それ自体はフレキシブルであり、この程度の層厚
を持つ集積回路は曲げ応力を何度も加えた後でも正常に
機能することが経験から知られている。チップが剛性に
なるのは、単に、従来の構造の半導体チップが回路要素
の深さより大きな厚さを持つためである。
【０００４】機能要素及びこれらの相互接続を備える表
面層を剛直なベースからうまく剥がすことができれば、
フレキシブルな集積回路を製造することが可能になる。
【０００５】このタイプの周知のフレキシブルな集積回
路は、物及び人の戦略的追跡のためのフレキシブルなデ
ータキャリア上に設けられたエレクトロニクス用の小さ
く便利な集積回路に対する需要の増加のために、広範な
技術上の努力目標となっている。
【０００６】開発の傾向、とりわけ、データメモリカー
ド或いはスマートカードとしてのチップカードに対する
それは、チップカードの使用が多様な分野、例えば、支
払い、健康、電気通信、及びセキュリティにも拡張でき
るように、コンタクトを持つ或いは持たないデータ伝送
のできる多機能カードの開発の方向にある。この目的の
ために、これらはカード上により多くのエレクトロニッ
ク機能が収容できるように、ますます大きなサイズのエ
レクトロニック半導体回路を搭載する。これら半導体回
路が剛直なチップ上に従来の半導体技術を用いて実装さ
れた場合、ユーザがカードを曲げたとき、これらがかけ
たり、砕けたりすることがある。従って、高い集積度を
持ち、しかも、強い機械的負荷にも耐えることができる
チップカード用の集積回路に対する需要が存在する。
【０００７】米国特許第6,027,958号明細書において
は、スマートカード用のフレキシブルな集積回路が開示
されているが、この集積回路は、二酸化シリコン層上の
シリコン半導体材、シリコン半導体材にて製造された集
積回路、集積回路を密封するための二酸化シリコン或い
は窒化シリコンの被覆層、及びこの集積回路に接合され
たフレキシブルなサポート層を備える。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、米国特許第6,
027,958号明細書によるフレキシブルな集積回路は、そ
の製造及び動作に関して様々な短所を持つ。この製造過
程は、製造コスト及び不良品率を実質的に増加させる複
数のプロセスステップを含む。加えて、層の品質、とり
わけ、フレキシブルな集積回路の場合のこれらの相互接
着性及び付随する膜間剥離の問題（delamination effec
ts）に特別な注意を払うことが要求される。SiO２或い
はSi３N４から成る被覆層は脆く、かけたり、砕けやす
く、接着性も悪い。
【０００９】従って、本発明の一つの目的は、改善され
た接合特性を持ち、単純かつ安価に、しかも実質的に任
意のサイズに実現することができるフレキシブルな集積
回路を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によると、この目
的が実質的にフレキシブルな回路要素、これらフレキシ
ブルな回路要素間の接続要素、及びポリマーを有する層
材の少なくとも一つの層を含むフレキシブルなコーティ
ングから構成されるフレキシブルなモノリシック集積回
路によって達成される。
【００１１】ポリマーを有する層材から形成されるこの
フレキシブルなコーティングは、同時に３つの機能を果
たす。つまり、これは、パッシベーション層として、平
坦化層として、及び集積回路要素及びこれらの相互接続
要素用の機械的サポートとして機能する。ポリマー層は
回路要素を絶縁保護及び平坦化する役割を果たす。同時
に、ポリマー層はモノリシック集積回路に対する唯一の
サポートとして機能するのに十分な機械的安定性を備え
る最終製品を与える。
【００１２】本発明の好ましい実施例においては、この
ポリマーは、ポリイミド、ポリカーボネート、フッ化炭
素、ポリスルホン、エポキシド、フェノール、メラミ
ン、ポリエステル、及びシリコン樹脂或いはこれらの共
重合体から成る群から選択される。
【００１３】一つの特に好ましい実施例においては、こ
のポリマーは、ポリイミド樹脂の一群から選択される。
本発明によるフレキシブルなモノリシック集積回路は、
このため、層間剥離の危険性は殆どない。
【００１４】本発明の一つの実施例においては、この層
材はコーティングの機械的補強のための強化材を含む。
【００１５】本発明のもう一つの実施例においては、こ
の層材は熱伝導性の充填材を含む。熱伝導性を改善する
ためのこの充填材は、ポリマー材の低い熱伝導性を補償
する。
【００１６】このフレキシブルなモノリシック集積回路
の層材は、集積回路の光学スクリーニングのためのピグ
メントを含むこともできる。本発明のもう一つの実施例
においては、この層材は電気伝導性の充填材を含む。電
気伝導性の充填材を含むコーティングは、コンタクトホ
ールをエッチングする大変な作業を伴うことなく、コン
タクトをプレッシャコンタクティング法（pressure con
tacting）により形成することを可能にする。加えて、
この電気伝導性の充填材は、同時に回路要素に対する電
磁スクリーニングとしても機能する。
【００１７】このコーティングはさらにこれも回路要素
の電磁スクリーニングのためのフィールドプレートを含
むこともできる。
【００１８】本発明の一つの好ましい実施例において
は、このコーティング材はフレキシブルなモノリシック
集積回路の第一の表面上の第一の層と第二の表面上の第
二の層から成る。こうして、これら回路要素はポリマー
ホイル内に埋め込まれる。この両面コーティングは、表
面応力を低減し、フレキシブルなモノリシック集積回路
の両主表面に対する機械的サポートを提供する。
【００１９】本発明のもう一つの好ましい実施例におい
ては、ポリマーから成るコーティング材の少なくとも一
つの層のフレキシブルなコーティングの両側（両面）に
フレキシブルな回路要素が設けられる。これは以下の重
要な長所を持つ。第一に、実装密度を最大で二倍にする
ことができる。第二に、このようなデバイスでは、丸ま
る傾向は殆ど認められず、完全に平坦のままにとどま
る。これは恐らくはフレキシブルなコーティングの両側
に加わる応力が均衡するためと思われる。これは、加工
されるべきデバイスが平坦なことを要求するあらゆるタ
イプの処理、例えば、ダイシングプロセス或いはマーキ
ングプロセスが可能となるために非常に重要な特徴であ
る。この特徴のために、デバイスは、長所として、フレ
キシブルなコーティングに対して対称な構造を持つこと
ができる。最後に、フレキシブルなコーティングが透明
となり、コーティングの両面のフレキシブルな回路要素
が互いに光学的に通信できるという長所が得られる。こ
の場合、回路要素の一方は、例えば、III-V族半導体材
から成る放射線放出デバイスとされ、他方の回路要素は
この回路要素から放出された放射線に敏感な半導体材か
ら構成される。
【００２０】本発明はさらにフレキシブルなモノリシッ
ク集積回路を製造するための方法にも関する。この方法
においては、モノリシック集積回路要素と接続要素が半
導体基板内及びこの上に形成され、集積回路要素の半導
体基板とは反対側の主表面がポリマー樹脂にてコーティ
ングされ、その後、この半導体基板が除去される。
【００２１】この方法は半導体技術において通常用いら
れるプロセスステップに基づき、少数のプロセスステッ
プにてフレキシブルなモノリシック集積回路を得ること
ができる。
【００２２】本発明の方法の一つの好ましい実施例にお
いては、フレキシブルなコーティングの両側に類似のや
り方にてフレキシブルな回路要素が設けられる。これは
上述のような重要な長所を持つ。回路要素を含む半導体
本体の基板は類似のやり方にて、同一或いは異なるプロ
セスステップにて除去される。
【００２３】特に好ましい方法においては、ポリマーか
ら成るコーティングがスピンコーティング工程を用いて
形成される。このスピンコーティング工程は優れた平坦
化効果を持つ。スピンコーティング工程を用いてコーテ
ィングを形成する方法では、集積回路要素の表面が平坦
化され、平坦な表面を持つ回路が得られる。
【００２４】フレキシブルなコーティングの他方の面に
もさらなるフレキシブル回路要素を設けたい場合は、ポ
リマーから成るコーティング層に、好ましくは、二酸化
シリコンの薄い（例えば、0.5μm厚の）層が設けられ、
この上に、例えば、メタクリルオキシプロピルトリメソ
キシシラン（metacryloxypropyltrimethoxysilane,MOP
S）のいわゆるプライマー層が設けられ、その後、接着
剤がこの上に塗布され、これにさらなる（フレキシブル
な）回路要素を含むさらなる半導体本体がこの場合は永
久的に接着される。その後、このコーティングの両側の
半導体本体の（半導体）基板が同時に或いは個別に除去
される。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下に本発明を図１乃至図６を参
照してより詳細に説明する。
【００２６】本発明によるフレキシブルなモノリシック
集積回路は、実質的にフレキシブルな回路要素、これら
フレキシブルな回路要素間の接続要素、及びフレキシブ
ルなコーティングから構成され、このフレキシブルなコ
ーティングはポリマーを有するコーティング材の少なく
とも一つの層を含む。このような集積回路は、例えば、
データメモリ回路、デジタル回路、或いはアナログ回路
として構成される。
【００２７】フレキシブルなモノリシック集積回路の回
路要素は、任意の適当な能動或いは受動コンポーネン
ト、例えば、ダイオード、ショットキ（Schottky）ダイ
オード、CMOSトランジスタ、バイポーラトランジスタ、
薄膜トランジスタ、キャパシタ、抵抗、コイル、マイク
ロ及びナノ-コンポーネント、例えば、IR及びUVセン
サ、ガスセンサ、オプトエレクトロニックコンポーネン
ト、及びこれらの各接続要素から構成される。
【００２８】これらの接続要素は、集積回路要素のドー
ピングされた領域間の電気的なコンタクトを表し、モノ
リシック集積回路の個々のコンポーネントを相互接続す
る。これらの接続要素は、接続をさらにモノリシック集
積回路のエッジまで延長し、ここでこれらの接続要素は
ボンドパッド内へと広げられる。通常、これらの接続要
素はフレキシブルなモノリシック集積回路の一方或いは
両方の主表面上に配置される。
【００２９】このフレキシブルなモノリシック集積回路
はさらにフレキシブルなコーティングを含み、このフレ
キシブルなコーティングはポリマーを有するコーティン
グ材の少なくとも一つの層を含む。このフレキシブルな
コーティングはさらに他の材料、例えば、集積回路を電
気的に絶縁したり、或いは、加えて集積回路を周囲の影
響から保護する誘電材の層を含むことがもきる。このフ
レキシブルなコーティングはさらにおのおのが集積回路
要素の２つの主表面の一方の上に配置され、一体となっ
て集積回路を密封する２つの層を含むこともできる。第
二の側の第二の層は表面応力を低減する。
【００３０】これらポリマー層の厚さは、典型的には、
1〜50μm、好ましくは、2〜5μmの範囲とされる。
【００３１】これらポリマーには、例えば、エポキシド
（epoxide）、フェノール（phenol）、メラミン（melam
ine）、ポリエステル（polyester）、及びシリコン樹脂
（silicone resins）、或いはこれらの単一もしくは他
のポリマーと混合された共重合体（co-polymers）が含
まれ、これらはファイバ（fibers）、ピグメント（pigm
ents）、充填材（fillers）、ガラス或いは金属によっ
て補強される。より高い動作温度においても安定な高級
な製品は、ポリイミド樹脂（polyimide resins）、ポリ
カーボネート樹脂（polycarbonate resins）、フッ化炭
素樹脂（fluorocarbonate resins,Teflon）、或いはポ
リスルホン樹脂（polysulphon resins）に基づく。
【００３２】特に好ましい層材料は、ポリイミド（poly
imide）及びベンゾシクロブタジエン（benzocyclobutad
iene）から成る群から選択されるポリマー樹脂（polmer
icresins）である。
【００３３】ポリイミド（polyimides）は芳香族基（ar
omatic groups）および酸性イミド基（acidic imide gr
oup）から成るポリマー樹脂である。ポリイミドポリマ
ー（polyimide polymers）の例には、ポリイミド（poly
imides）、ポリイソイミド（polyisoimides）、マレイ
ンイミド（maleinimides）、ビスマレインイミド（bism
aleinimides）、ポリアミドイミド（polyamideimide
s）、ポリミッドイミド（polymidimides）、ポリエーテ
ルイミド（polyetherimides）、及びポリイミド-イソイ
ンドロキナゾリンジオンイミド（polyimide-isoindoloq
uinazolinedionimide）が含まれる。好ましいポリイミ
ドとしてKapton（登録商標）があり、これは4,4'-オキ
シジアニリン（4,4'-oxydianiline）及びピロメリト酸
二無水物（pyromellithic acid dianhydride）から重縮
合される。
【００３４】これらポリイミドは電圧バッファとして機
能する。これらは優れたスクラッチ（引っ掻き）耐性を
持ち、機械的保護層として用いるの適する。
【００３５】用いることができる代替の好ましいフレキ
シブルなコーティング材にベンゾシクロブタジエン（be
nzocyclobutadiene）があり、これは低い吸水性と低い
処理温度を特徴とする。
【００３６】本発明のもう一つの好ましい実施例におい
ては、層材料は電荷を帯びたポリマー（charged polyme
r）から成る。電荷を帯びたポリマー材は、機械的な強
化、ポリマー層の熱或いは電気伝導率の改善、或いは回
路要素の光学スクリーニング（opitical screening）な
どの目的に用いられる。
【００３７】適当な機械的強化材には、有機ポリマーフ
ァイバ、例えば、アラマイドファイバ（aramide fiber
s）、カーボンファイバ、或いはグラスファイバがあ
る。
【００３８】熱伝導性の充填材を追加すると、樹脂マト
リックスの熱伝導性が改善される。ポリマー層はある程
度耐熱材として機能し、これらはモノリシック集積回路
の熱バランスを判断する際に考慮に入れる必要がある
が、このためには、好ましくは、アルミニウム酸化物、
窒化ホウ素（boron nitride）、及び酸化された表面を
持つ銅粒子が用いられる。
【００３９】電気伝導性を改善するための充填物は、ポ
リマー材の低い電気伝導性を補償することができる。等
方性伝導充填材（isotropically conducting filler）
としては、平坦な粒子あるいはフレーク状の銀が最も適
する。好ましい電気伝導性充填材には、さらに、グラフ
ァイト及び銅、ニッケル、金、或いはアルミニウムから
成る金属粒子がある。
【００４０】使用できる光学スクリーニング用のピグメ
ントには、SnO２、ITO、TiO２、ZnOがある。
【００４１】本発明によるモノリシック集積回路を製造
するプロセスにおいては、モノリシック集積回路要素及
び接続要素が半導体基板内或いはこの上に形成され、集
積回路要素と接続要素の半導体基板から遠い方の（半導
体基板とは反対側の）第一の面には、ポリマーから成る
コーティング材の少なくとも一つの層を含むコーティン
グが施され、その後半導体基板が除去される。
【００４２】以下では、フレキシブルなモノリシック集
積回路を形成するための方法の第一の実施例をこの製造
プロセスの工程を断面図にて示す図１から図６との関連
で詳細に説明する。
【００４３】このモノリシック集積回路は最初にコンポ
ーネントに構築されるが、ここでこれは、当業者におい
て周知のやり方にて、全ての集積回路要素、例えば、ダ
イオード、トランジスタ、抵抗を、これら集積回路要素
間の相互接続を含めて、共通の第一の一時的な基板内或
いは基板上に、一体となってこのコンポーネントが構成
されるような方法にて配置することで達成される。
【００４４】図１は第一の一時的な平坦な半導体基板１
を示す。半導体基板１は、複数の可能な基板、例えば、
半導体品質の単結晶シリコン、半導体品質の多結晶シリ
コン、半導体品質のアモルファスシリコン、シリコンオ
ンガラス（silicon on glass）、シリコンオンサファイ
ア（silicon on sapphire）、或いはシリコンオン石英
（silicon on quartz）から選択される。図１に示す半
導体基板１は、単結晶シリコンウェーハと酸化膜層を備
えるSOI基板から成る。
【００４５】能動及び恐らくは受動回路要素２がこの基
板１の主表面の一つの中或いは上に従来の半導体技術、
例えば、プレーナ技術或いはSOI技術を用いて形成され
る。
【００４６】これら集積回路要素２を製造するために
は、指定された導電タイプおよび適当な導電率レベルの
単結晶の表面上或いはこの近傍において様々なプロセス
が遂行される。これら回路要素の導入（形成）は、例え
ば、プレーナ或いはSOI技術を用いて、複数の酸化工
程、フォトリソグラフィ工程、選択的エッチング工程、
及び中間ドーピング工程、例えば、拡散或いはイオン打
込みを用いて選択的に行われる。
【００４７】ウェーハ表面全体を金属、金属シリサイ
ド、或いは高濃度にドーピングされた多結晶シリコンに
て覆うことで、集積回路の回路要素を互いに及び回路の
エッジの所のコンタクトパッドに接続する金属、金属シ
リサイド、或いは高濃度にドーピングされた多結晶シリ
コンの接続要素３が製造され、その後、この層の余分な
領域を湿式或いは乾式エッチングを用いて除去すること
で所望の構造が得られる。
【００４８】次に、半導体基板１上に設けられた接続要
素３を含む集積回路要素の、半導体基板１とは反対の面
がフレキシブルなコーティング５にてコーティングされ
る。
【００４９】この目的に対しては、ポリマーから成るコ
ーティング材の薄い層４が表面全体或いはこの一部に設
けられる。この層は、好ましくは、スピンコーティン
グ、スプレー（噴霧）、或いは膜を形成し、その後硬化
（キュアリング）することで設けられる。
【００５０】ポリマー樹脂の層に対する開始材は溶剤に
溶かしたポリイミド（polyimide）の化学前駆体によっ
て形成される。前駆体をウェーハ上にスピンコーティン
グした後に、溶剤が100℃にて蒸発される。次に、300か
ら400℃の温度にて重合化が遂行される。
【００５１】本発明の一つの好ましい実施例において
は、このポリマー層はフィールドプレート（フローティ
ングジャンクション）を含む。フィールドプレート（fi
eld plate）を形成するためには、ポリマーの第一の薄
い層が設けら、次に、伝導（導電）材の非常に薄い層が
設けられ、その後、ポリマーのもう一つの層が設けられ
る。
【００５２】第一の一時的な半導体基板１とこの上に配
置された回路要素２を備え、フレキシブルな層５をコー
ティングされたウェーハは、その後、図３及び４に示す
ように、その第一のコーティングされた主表面を、接着
層（adhesion layer）或いは剥離層（release layer）
６を用いて、第二の一時的な担体基板（ハンドリングウ
ェーハ）７に固定される。
【００５３】接着層は、好ましくは、加熱プロセスによ
って、溶剤によって、或いは回路要素に対して実質的な
熱的、機械的或いは化学的負担の伴わないその他の方法
によって再び容易に除去できる層とされる。加熱プロセ
スは、好ましくは、300℃未満、より好ましくは、150℃
未満にて遂行される。適当な接着層には、アセトンに溶
けるフォトレジスト材のフォトレジスト層がある。接着
層は、例えば、スピンコーティングにて設けられる。代
替として、接着層はワックスから形成することもでき
る。
【００５４】第二の一時的な担体（キャリア）すなわち
ハンドリングウェーハ７は、任意の適当な材料、例え
ば、半導体材、酸化アルミニウムなどのセラミック材、
ガラス、石英、或いはアルミニウムなどの金属から形成
される。
【００５５】第一の一時的な半導体基板１が、次に、図
５に示すように、他方の主表面から集積回路要素の背面
が露出するまで除去される。
【００５６】この第一の半導体基板１を除去するために
適当な技法には、ウェーハの背面のラッピング（研
磨）、湿式化学エッチング、及びグライディング（研
磨）が含まれる。
【００５７】ラッピングの際に、ウェーハの回路側はワ
ックスにて、ラッピングマシーンのロータに、その背面
がラッピングディスク上をスライドするように締め付け
られる。ラッピング材には、炭化シリコン或いは酸化ア
ルミニウムの粉末がワックスと混合して用いられる。こ
うして、ウェーハの厚さが250μmまで低減される。
【００５８】代替として、第一の基板を湿式化学エッチ
ング溶剤にて除去することもできるが、この場合はこの
構造化された表面がペイント或いはワックスにてマスク
される。フッ化水素酸と硝酸の希薄混合液を用いると、
1〜2μm/分のエッチング速度が可能となる。このエッチ
ングプロセスをラッピングプロセスの後に遂行すること
もできる。
【００５９】この第一の基板１は、好ましくは、グライ
ンディング（研磨）法を用いて除去される。ダイアモン
ドにてコーティングされた回転グラインディングディス
クを用いて、ウェーハの背面から不要な材料が粗いやり
方にて高速に除去される。これに続く仕上げグラインデ
ィングのステージにおいて、100nm以下の粗さと±3μm
の厚さ公差を持つ表面が得られる。
【００６０】代替として、第一の基板１は、集積回路要
素が容易に分離可能な基板層、例えば、多孔性の二酸化
シリコン層の上に設けられる場合は、引き剥がすことも
できる。
【００６１】製造順序のこの時点において、必要であれ
ば、ボンドパッドを備える追加の電極配線レベル（meta
llization level）が集積回路要素の露出された裏面上
に設けられる。同様にして、裏面にさらなるポリマー層
を設けることもできる。一つの代替実施例においては、
これも機械的安定性を改善する働きを持つ保護ホイル
が、適当な手段にて接着されるか、或いは他のやり方に
て設けられる。
【００６２】次に、第二の一時的な担体（キャリア）す
なわちハンドリングウェーハ７とフレキシブルなコーテ
ィング５との間の接合が除去される。このための適当な
やり方には、フレキシブル集積回路を、粘着テープによ
る固着と「ホイル（foil)」による引き剥がしにて剥離
する方法や、接着層を化学的、熱的、或いは機械的に処
理する方法が含まれる。
【００６３】図６に示すように一時的なハンドリングウ
ェーハ７から分離した段階で、恐らくは、接着層、フレ
キシブルなコーティング及びそれらの接続要素を備える
回路要素から一体となってフレキシブルな集積回路が構
成される。
【００６４】こうして、関連する相互接続を完備する集
積回路要素を備える半導体フィルムが、さらなる処理の
ために得られるが、これは第一の半導体基板との完全な
コンタクトを持つと同時に、第一の半導体基板の残りの
部分からは分離されており、定義された裏面を持つ。
【００６５】この構造全体がフレキシブルであり、フレ
キシブルな状態にて用いることもできるが、ただし、こ
れは代替として固定された或いはフレキシブルな基板に
接合することもできる。幾つかの用途では、例えば、こ
れをエレクトロニック製品の湾曲したハウジング上に設
けたり、或いは単に重量を低減するために、集積回路全
体をフレキシブルのままにとどめる方が都合が良い。同
様に、このフレキシブルな集積回路が大きな面積を持つ
場合、簡単に巻き上げることで、持ち運びが容易とな
る。
【００６６】これは上述の用途に対して用いることがで
きるのに加えて、倉庫の物品の無線を介してのコンタク
トレスデータ伝送による戦略的管理のためのラベリン
グ、商品のラベリングなどの従来のラベリング技法（la
beling techniques）、太陽電池のための大きな面積の
集積パネル表面、及びTFTアドレシングを備えるフラッ
ト映像スクリーン（flat picture screens）などに用い
ることもできる。
【００６７】実施例 従来のやり方にてプレーナ技術或いはSOI技術を用いて
モノリシック集積回路（図１）を備えるシリコンウェー
ハを製造するの過程の終わりにおいて、数ミクロンメー
トルの厚さの液状ポリマー膜５（図２）がコンポーネン
ト側に設けられ、硬化される。このポリマー膜５は、半
導体製造過程の枠組み内で市販のペインティング装置を
用いて設けることができる。ポリイミドは、これが架橋
結合（cross-linking）の後も機械的及び熱的に非常に
安定なためにとりわけ適する。接着材（プライマー）に
よる適当な前処理の後に、担体ディスク７（図３）がポ
リイミドを塗布されたウェーハ上に後に容易に除去でき
る接着材６を用いて固定される（図３、４）。これに適
する接着材としては、例えば、熱或いはUV照射にて硬化
することができるアクリル或いはエポキシ接着剤があ
る。担体ディスク（例えば、ガラス）は、その後シリコ
ン基板を薄い残された層に除去したり、さらなる処理を
施す際に半導体の製造において通常用いられるマシーン
を使用することを可能にする十分な剛性を持つものとさ
れる。担体ディスクは、後の段階で再び除去し、再利用
することもきる。接着材も最終製品には大きな重要性は
持たない。
【００６８】次に、コンポーネントをサポートするシリ
コンのウェーハ（図４）が裏面から機械的グライディン
グ及び/或いは湿式化学エッチングを用いて所望の厚さ
（典型的には、0.2から20μ）まで除去される。適当な
エッチング停止層（etch stoplayer）、例えば、SOIウ
ェーハの埋込み酸化膜或いはシリコンウェーハ内の高濃
度にドープされた層を用いてシリコンの除去が制御され
る。
【００６９】単結晶シリコンの薄い層が、配線層、パッ
シベーション層及び接着層を用いて担体ウェーハに接合
されたポリイミド層を含めて残される。
【００７０】担体ウェーハ上に残された全ての回路要素
を含むこの層は、そのエッチバック表面（etched-back
surface）を、追加のパッシベーション層（例えば、プ
ラズマ窒化物或いはBCB）にてコーティングされ、その
後のコンタクトのためにコンタクトホールを設けられ
る。さらに、この面に半導体の製造において通常用いら
れるプロセスにて追加の電極配線層を設け、結果として
の集積回路がその上側と下側に一つ或いは複数の配線レ
ベルを持つようにすることもできる。
【００７１】次に担体ウェーハ７が剥離される（図
６）。これは集積回路を備える薄いポリイミドホイル
（Kapton）を担体ウェーハから剥離するという意味で機
械的な分離とすることもで、或いは化学的手段にて分離
することもできる。
【００７２】この結果として担体層としての薄く、フレ
キシブルで、かつ（必要とされる場合は）透明なホイル
の上面と下面に配線及びパッシベーション層を完備する
モノリシック集積回路が得られる。この方法はSOIウェ
ーハに制限されるものではなく、半導体製造過程におけ
る全ての従来の半導体ウェーハに対して適用することが
できる。
【００７３】一つの好ましい修正においては、モノリシ
ック集積回路要素を備えるもう一つのシリコンウェーハ
が図３の担体プレート７の代わりに第一のシリコンウェ
ーハに接着される。この場合は、一時的な接着剤の代わ
りに、永久的な接着剤が用いられる。図４に示すよう
に、第一のシリコンウェーハの基板は、この場合も、例
えば、CMP（化学的機械的ポリッシング）を用いて除去
される。同様にして、第二のシリコンウェーハの基板も
除去される。この修正の結果として、図面には示されな
いが、両面にフレキシブルな回路要素を備える、例え
ば、ポリイミドのフレキシブルなコーティングが得られ
る。
【００７４】説明の方法は、個別の集積回路に適用され
るものではなく、これはウェーハ規模のプロセスであ
る。これは、従来の方法とは異なるとともに、従来より
優れた点でもある。
【００７５】個々の集積回路はこのホイルから切断する
ことで直ちに、或いはその後の再接着工程（re-gluing
process）を経て得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による製造方法の中間製品の製造工程を
示す断面図。
【図２】本発明による製造方法の中間製品の製造工程を
示す断面図。
【図３】本発明による製造方法の中間製品の製造工程を
示す断面図。
【図４】本発明による製造方法の中間製品の製造工程を
示す断面図。
【図５】本発明による製造方法の中間製品の製造工程を
示す断面図。
【図６】本発明による製造方法の中間製品の製造工程を
示す断面図。
【符号の説明】
１ 半導体基板 ２ 回路要素 ３ 接続要素 ４ ポリマー層 ５ フレキシブルなコーティング ６ 接着層 ７ 担体基板（ハンドリングウェーハ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨハン‐ハインリッヒ、フォック ドイツ連邦共和国ハンブルク、ジューデル キルヘンベーク、38 (72)発明者 ウォルフガング、シュニット ドイツ連邦共和国ノルデルシュテット、ア ルシュテルシュティーク、21 (72)発明者 ハウケ、ポールマン ドイツ連邦共和国ハンブルク、パウルゼン プラーツ、12 (72)発明者 アンドレアス、ガキス ドイツ連邦共和国ハンブルク、オーレンデ ィークスカンプ、23 (72)発明者 ミカエル、ブルヌス ドイツ連邦共和国ノイ、ブルムスドルフ、 ビューメリンク、66 (72)発明者 マルティン、シェファー ドイツ連邦共和国アーレンスブルク、キル シュプランターゲ、31 (72)発明者 ヘンリクス、ゴーデフリードウス、ラファ エル、マース オランダ国5656、アーアー、アインドーフ ェン、プロフ．ホルストラーン、６ (72)発明者 テオドルス、マルティヌス、ミシールセン オランダ国5656、アーアー、アインドーフ ェン、プロフ．ホルストラーン、６ (72)発明者 ロナルド、デッカー オランダ国5656、アーアー、アインドーフ ェン、プロフ．ホルストラーン、６ Ｆターム(参考） 5F038 CA12 EZ06 EZ11 EZ20 5F061 AA01 AA02 BA07 CA10 5F110 AA04 AA18 AA30 BB03 BB05 DD01 DD24 GG02 GG12 NN71 NN72 NN74 QQ16 QQ19

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】フレキシブルな回路要素と、これらフレキ
    シブルな回路要素間の接続要素と、ポリマーを有する層
    材の少なくとも一つの層を含むフレキシブルコーティン
    グとによって実質的に形成されるフレキシブルなモノリ
    シック集積回路。
  2. 【請求項２】前記ポリマーがポリイミド、ポリカーボネ
    ート、フッ化炭素、ポリスルホン、エポキシド、フェノ
    ール、メラミン、ポリエステル、及びシリコン樹脂或い
    はこれらの共重合体の群から選択されることを特徴とす
    る請求項１記載のフレキシブルなモノリシック集積回
    路。
  3. 【請求項３】前記ポリマーがポリイミド樹脂の群から選
    択されることを特徴とする請求項１記載のフレキシブル
    なモノリシック集積回路。
  4. 【請求項４】前記コーティングの材料が強化材を含むこ
    とを特徴とする請求項１記載のフレキシブルなモノリシ
    ック集積回路。
  5. 【請求項５】前記コーティングの材料が熱伝導性の充填
    材を含むことを特徴とする請求項１記載のフレキシブル
    なモノリシック集積回路。
  6. 【請求項６】前記コーティングの材料が電気伝導性の充
    填材を含むことを特徴とする請求項１記載のフレキシブ
    ルなモノリシック集積回路。
  7. 【請求項７】前記コーティングの材料がピグメントを含
    むことを特徴とする請求項１記載のフレキシブルなモノ
    リシック集積回路。
  8. 【請求項８】前記コーティングの材料がフィールドプレ
    ートを含むことを特徴とする請求項１記載のフレキシブ
    ルなモノリシック集積回路。
  9. 【請求項９】前記コーティングの材料が前記フレキシブ
    ルなモノリシック集積回路の第一の表面上の第一の層と
    第二の表面上の第二の層とを備えていることを特徴とす
    る請求項１記載のフレキシブルなモノリシック集積回
    路。
  10. 【請求項１０】前記フレキシブルなコーティングの両面
    にフレキシブルな回路要素が設けられることを特徴とす
    る請求項１記載のフレキシブルなモノリシック集積回
    路。
  11. 【請求項１１】フレキシブルなモノリシック集積回路を
    製造するための方法であって、モノリシック集積回路要
    素と、接続要素とが半導体基板内及びこの上に形成さ
    れ、集積回路要素を備える、半導体基板とは反対側の主
    表面がポリマー樹脂にてコーティングされ、その後、前
    記半導体基板が除去されることを特徴とするフレキシブ
    ルなモノリシック集積回路を製造するための方法。
  12. 【請求項１２】前記コーティングされた回路要素とは反
    対側の他方の主表面にも類似のやり方にてさらなる回路
    要素が設けられることを特徴とする請求項１０記載のフ
    レキシブルなモノリシック集積回路を製造するための方
    法。
  13. 【請求項１３】ポリマーを有するコーティングがスピン
    コーティング過程を用いて形成されることを特徴とする
    請求項１１または１２記載のフレキシブルなモノリシッ
    ク集積回路を製造するための方法。
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