JP2007110137A - デバイスの配置方法、配置方法において２つのデバイスを積層する方法、および改良された積層用デバイス - Google Patents

デバイスの配置方法、配置方法において２つのデバイスを積層する方法、および改良された積層用デバイス Download PDF

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Abstract

【課題】精度の高い位置合わせが可能なデバイスの配置方法を提供する。
【解決手段】デバイスの配置方法は、界面を有するデバイスを備える工程を含む。上記界面上には、該界面の所定の領域に複数の調整機構が備えられる。上記デバイスにおける上記調整機構のそれぞれは、第１の濡れ性を有する第１領域と、該第１の濡れ性よりも低い濡れ性である第２の濡れ性を有する第２領域とを有する。複数の液滴は、上記デバイスの所定の領域において、上記調整機構の配置に対応した位置に供給される。それぞれの上記液滴おける少なくとも一部が上記デバイスの調整機構に対応する内部領域に接触して、上記デバイスが上記複数の液滴の配置に対して配置されるように上記液滴上に上記デバイスを配置する。
【選択図】図１Ｄ

Description

本発明は、デバイスの配置方法、配置方法における２つのデバイスを積層する方法に関するものである。本発明は、より正確な方法で他のデバイスを積層するために改良されたデバイスに関するものである。
集積回路デバイスの性能を向上させるために、１つのデバイスでは、１つ以上のチップを搭載することができる。このような、いわゆるマルチチップデバイスは、通常、１つの再分配層上で互いに積層された複数のチップを備えている。この再分配層は、マルチチップデバイスと外部接触するためのコンタクト素子を備えている。自動生産ラインにおいて、このようなマルチチップデバイスは、慣習的なピック・アンド・プレイス工程により製造される。この工程では、１つのチップが持ち上げられ、マルチチップデバイスにおける取り付け位置に移動された後、所定の位置に配置される。
このチップの配置は、通常、精密さが要求される。チップ上のコンタクトパッドは、コンタクトパッドのピッチおよびサイズにより決められた精度で、それぞれ対応するコンタクト構造上に配置されなければならない。さらに、コンタクトパッドのピッチおよびサイズの範囲は、製造ラインで用いられるピック・アンド・プレイス用の工具における最大の位置あわせ精度によって規制される。製造ラインにおけるピック・アンド・プレイス用の工具をより精度の高い工具に交換することは、コスト高につながる。また、マルチチップデバイスのチップの配置精度を上げると、製造時間が長くなり生産処理能力が低下してしまう。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、精度の高い位置合わせが可能な、デバイスの配置方法、配置方法において２つのデバイスを積層する方法、改良された積層用デバイスを提供することにある。
本発明のいくつかの実施形態によれば、改良された精度の高い位置合わせを有するデバイスを配置する方法が、必ずしも従来のピック・アンド・プレイス技術を改良することなく提供される。他の実施形態において、２つのデバイスを互いに正確に積層する方法が提供される。
他の実施形態では、改良された精度で積層できるように適合されたデバイスが提供される。
本発明の第１の特徴によれば、デバイスを配置する方法は、第１の濡れ性を有する第１領域と、該第１の濡れ性よりも低い濡れ性である第２の濡れ性を有する第２領域とをそれぞれ有する、上記デバイスにおける複数の調整機構を、当該界面上の所定の領域に備える界面を有するデバイスを備える工程と、上記所定の領域において上記調整機構の配置に対応した所定の位置に複数の液滴を供給する工程と、それぞれの上記液滴おける少なくとも一部が上記デバイスの調整機構に対応する内部領域に接触して、上記デバイスが上記複数の液滴の配置に対して配置されるように上記液滴上に上記デバイスを配置する工程とを含んでいる。
本発明の上記方法によれば、マルチチップ配列を形成する際に用いられるピック・アンド・プレイス用の工具によるこれまでの配置よりも、精度の高い方法でデバイスを配置することが可能となる。正確な配置は、デバイスの界面における異なる濡れ性を有する領域の境界上に配置される液滴の界面エネルギーを用いることにより達成される。上記第１領域および第２領域は、上記デバイスを配置するための位置を規定する。上記液滴が上記第１領域および第２領域を部分的に濡らすように、上記調整機構の上記第１領域および第２領域の間の境界が上記液滴上に位置する場合には、上記デバイスを上記液滴上に配置することによって上記液滴および上記デバイスの間に横方向の力が働く。上記デバイスは上記液滴上に浮くため、上記デバイスは、上記液滴の配列および上記デバイスの界面上の調整機構の配列により規定された位置に移動可能となる。上記調整機構は、より精度の高い方法で上記デバイスの界面上に備えられるため、上記デバイスを、所定の位置およびピック・アンド・プレイス用の工具を用いて配列した位置に配置することが可能となる。本発明の上記方法により、改良された精度で上記デバイスを配置することが可能となる。
本発明の好ましい実施形態によれば、液体の表面張力によって、上記デバイスが上記複数の液滴上で保持されて上記液滴上で自由に浮いた状態となるように、上記液滴の液体が選択される。さらに、上記液滴および上記調整機構の数量および大きさは、上記デバイスが上記液滴上で保持されて上記液滴上で自由に浮いた状態となるように選択される。
上記液滴の大きさは、配置される上記デバイスの重量に対応して選択されることが好ましい。
本発明の他の実施形態によれば、上記液滴を除去することにより、上記デバイスを配置状態に下げることができる。特に、上記液滴は、該液滴の液体の蒸発作用により除去される。
本発明の他の実施形態では、配置方法で２つのデバイスを積層する方法が提供される。この方法は、界面をそれぞれ有する第１のデバイスおよび第２のデバイスを備える工程を含んでいる。この界面上の所定の領域には、複数の調整機構が備えられており、それぞれの界面上の上記複数の調整機構の配置は、互いに対称となっている、つまり互いが鏡に映したような構成となっている。上記第１のデバイスの調整機構は、第１の濡れ性を有する第１領域を備え、上記第２のデバイスの調整機構は、第２の濡れ性を有する第２領域を備えている。上記第２の濡れ性は、上記第１の濡れ性よりも低い構成である。上記方法は、複数の液滴のそれぞれを、上記第１領域に配置することにより、上記第１のデバイスにおける調整機構のそれぞれの第１領域上に少なくともその一部が接触するように、複数の液滴を供給する工程をさらに含んでいる。また、上記方法は、それぞれの上記液滴の少なくとも一部が上記第２のデバイスにおける調整機構の上記第１領域上に接触して、上記第２のデバイスが上記液滴に対して配置されるように、上記第２のデバイスを上記液滴上に配置する工程をさらに含んでいる。
本発明の上記方法によれば、配置方法で２つのデバイスを積層することができる。上記第１のデバイス上の上記第２のデバイスの配置は、従来のピック・アンド・プレイス技術を用いて形成するよりも高い精度で形成される。これは、液滴の界面エネルギー（表面張力）により実現することができる。第１の工程において、複数の液滴は、第１のデバイスにおける界面上のそれぞれの調整機構上に供給され配置される。第２の工程において、上記調整機構が上記液滴に近接するように第２のデバイスが上記液滴上に配置される。これにより、上記液滴の表面張力が横方向の力となり、上記第２のデバイスを移動させ上記液滴上に浮かせ、所望の位置に配置させる。
本発明の一実施形態によれば、上記液滴の液体は、複数の液滴が上記第１のデバイスおよび上記第２のデバイスにおける調整機構のそれぞれの上記第１領域に配置される際に、単に当該表面張力のみによる所定の高さによって、上記第１のデバイスと上記第２のデバイスとの間に間隔をあけることを可能とする表面張力を有するものが選択される。
上記液滴の数量および大きさは、複数の液滴が上記第１のデバイスおよび上記第２のデバイスにおける調整機構のそれぞれの上記第１領域に配置される際に、所定の高さによって、上記第１のデバイスと上記第２のデバイスとの間に間隔をあけることが可能となるように選択されることが好ましい。
さらに、上記液滴の大きさは、上記第２のデバイスの重量に応じて選択されてもよい。これにより、上記第２のデバイスは、上記第１のデバイス上の液滴上で自由に浮いた状態となる。一実施形態において、上記液滴は除去され、上記第２のデバイスは上記第１のデバイス上に下降する。特に、上記液滴は、該液滴の液体における蒸発作用により除去される。
本発明のさらなる特徴によれば、配置方法で２つのデバイスを積層する方法が提供される。この方法は、第１の調整機構を備える第１の界面を有する第１のデバイスを備える工程を含んでいる。第１の調整機構は、第１の濡れ性を有する第１領域および第２の濡れ性を有する第２領域を有する。上記第２の濡れ性は、上記第１の濡れ性よりも低い。また、上記方法は、上記液滴が上記濡れ性の効果により上記第１領域に配置されるように、上記液滴を上記第１の調整機構の第１領域に供給する工程を含んでいる。また、上記方法は、第２の調整機構を備える第２の界面を有する第２のデバイスを備える工程を含んでいる。上記調整機構は、第３の濡れ性を有する第３領域および第４の濡れ性を有する第４領域を有している。上記第４の濡れ性は、上記第３の濡れ性よりも低い。また、上記方法は、上記液滴の少なくとも一部が上記第２のデバイスにおける調整機構の上記第３領域上に接触して、上記第２のデバイスが上記液滴に対して配置されるように、上記第２のデバイスを上記液滴上に配置する工程を含んでいる。
本発明のさらなる特徴によれば、デバイスは平面状の基板と、上記基板の界面上に配置される複数の調整機構とを備えている。複数の調整機構のそれぞれは、第１の濡れ性を有する第１領域、および上記第１の濡れ性よりも低い濡れ性である第２の濡れ性を有する第２領域を有している。
本発明の一実施形態におけるデバイスは、該デバイスが複数の液滴上に低い精度で置かれても、複数の液滴に対して高精度でデバイスを配列することができる調整機構を備えている。
本発明の一実施形態によれば、上記界面上の上記調整機構の少なくとも１つの上記第２領域は、上記第１領域を取り囲むように配置される。なお、上記第１領域は、円形であってもよい。
上記第１領域の大きさは、上記複数の調整機構の少なくとも１つ、上記第１の濡れ性、上記第２の濡れ性、および上記液滴の材料によって決定されてもよい。
凹部および凸部のいずれか一方を形成する保持部が上記基板上に備えられていてもよい。上記保持部は、デバイスの配置工程の後、デバイスを固定するために使用される。これにより、デバイスの正確な配置を維持することができる。
本発明の他の実施形態によれば、積層デバイスは、第１のデバイスおよび第２のデバイスを備えている。上記第１のデバイスは、第１の基板および上記第１の基板の第１の界面上に配置される複数の第１の調整機構を含み、上記複数の第１の調整機構のそれぞれは、第１の濡れ性を有する第１領域および該第１の濡れ性よりも低い濡れ性である第２の濡れ性を有する第２領域を有している。上記第２のデバイスは、第２の基板および上記第２の基板の第２の界面上に配置される複数の第２の調整機構を含み、上記複数の第２の調整機構のそれぞれは、第３の濡れ性を有する第３領域（第１領域）および該第３の濡れ性よりも低い濡れ性である第４の濡れ性を有する第４領域（第２領域）を有している。上記第１のデバイスおよび上記第２のデバイスは、上記第１の界面および上記第２の界面が互いに対向して、上記第１の調整機構および上記第２の調整機構が互いに揃うように積層される。
本発明の一実施形態における上記積層は、上記配置工程によるものであり、これにより、上記第１のデバイスおよび上記第２のデバイスが互いに配列される。
上記積層デバイスは、上記第１の界面上に配置される第１の保持部および上記第２の界面上に配置される第２の保持部を含み、上記第１の保持部および上記第２の保持部は互いにかみ合う。上記両保持部により、上記第１のデバイスおよび上記第２のデバイスを互いに固定することができ、上記デバイスの横移動を防ぐことができる。
上記第１の濡れ性と上記第３の濡れ性とは互いに異なっている、および／または、第２の濡れ性と第４の濡れ性とは互いに異なっていることが好ましい。
本発明のデバイスの配置方法は、以上のように、第１の濡れ性を有する第１領域と、該第１の濡れ性よりも低い濡れ性である第２の濡れ性を有する第２領域とを有する調整機構を、当該界面上の所定の領域に備える界面を有するデバイスを備える工程と、上記所定の領域において上記調整機構の配置に対応した所定の位置に液滴を供給する工程と、上記液滴の少なくとも一部が上記調整機構の上記第１領域および上記第２領域に接触するとともに、上記液滴および上記デバイスが、上記第１の濡れ性および上記第２の濡れ性の違いによって、上記調整機構により規定された所定の位置に達するまで互いに相対的に横移動するように、上記デバイスを上記液滴に接触して配置する工程とを含む構成である。
また、本発明のデバイスの配置方法は、以上のように、第１の濡れ性を有する第１領域と、該第１の濡れ性よりも低い濡れ性である第２の濡れ性を有する第２領域とを有する第１の調整機構を、当該界面上の所定の領域に備える界面を有する第１のデバイスを備える工程と、第３の濡れ性を有する第１領域と、該第３の濡れ性よりも低い濡れ性である第４の濡れ性を有する第２領域とを有する第２の調整機構を、当該界面上の所定の領域に備える界面を有する第２のデバイスを備える工程と、上記液滴の少なくとも一部が上記第１のデバイスの上記第１領域および上記第２領域に接触するとともに、上記液滴および上記第１のデバイスが、上記第１のデバイスの上記第１の調整機構の上記第１の濡れ性および上記第２の濡れ性の違いによって、上記第１のデバイスの上記第１の調整機構により規定された第１の停止位置に達するまで互いに相対的に横移動するように、上記液滴を供給する工程と、上記液滴の少なくとも一部が上記第２のデバイスの上記第１領域および上記第２領域に接触するとともに、上記液滴および上記第２のデバイスが、上記第２のデバイスの上記第２の調整機構の上記第３の濡れ性および上記第４の濡れ性の違いによって、上記第２のデバイスの上記第２の調整機構により規定された第２の停止位置に達するまで互いに相対的に横移動するように、上記第２のデバイスを上記液滴上に配置する工程とを含む構成である。
本発明のデバイスは、以上のように、基板と、上記基板の界面上に配置された調整機構とを備え、上記調整機構は、第１の濡れ性を有する第１領域と、該第１の濡れ性よりも低い濡れ性である第２の濡れ性を有する第２領域とを有し、上記第１領域は、配置工程の間、液滴を受容して保持できるように形成された液滴保持領域として構成され、上記液滴および上記基板は、上記第１の濡れ性および上記第２の濡れ性の違いによって、上記液滴が上記液滴保持領域の停止位置に達するまで、互いに相対的に横移動する構成である。
また、本発明のデバイスは、以上のように、第１の基板と、上記第１の基板の界面上に配置された第１の調整機構とを備える第１のデバイス、および、第２の基板と、上記第２の基板の界面上に配置された第２の調整機構とを備える第２のデバイスを備えるデバイスであって、上記第１の調整機構は、第１の濡れ性を有する第１領域と、該第１の濡れ性よりも低い濡れ性である第２の濡れ性を有する第２領域とを有し、上記第１領域は、配置工程の間、液滴を受容して保持できるように形成された第１の液滴保持領域として構成され、上記液滴および上記第１の基板は、上記第１の濡れ性および上記第２の濡れ性の違いによって、上記液滴が上記第１の液滴保持領域の停止位置に達するまで、互いに相対的に横移動するとともに、上記第２の調整機構は、第３の濡れ性を有する第１領域と、該第３の濡れ性よりも低い濡れ性である第４の濡れ性を有する第２領域とを有し、上記第２の調整機構における上記第１領域は、配置工程の間、液滴を受容して保持できるように形成された第２の液滴保持領域として構成され、上記液滴および上記第２の基板は、上記第３の濡れ性および上記第４の濡れ性の違いによって、上記液滴が上記第２の液滴保持領域の停止位置に達するまで、互いに相対的に横移動し、上記液滴が上記第１の液滴保持領域および上記第２の液滴保持領域の上記停止位置に配置されたときに、上記第１の基板および上記第２の基板が所定の位置に配置された状態となるように構成されている。
したがって、精度の高い位置合わせが可能な、デバイスの配置方法、配置方法において２つのデバイスを積層する方法、改良された積層用デバイスを提供することができるという効果を奏する。
２つのデバイスを、高精度で互いに積層する方法について以下に説明する。図１Ａ〜図１Ｃは、本発明の第１の工程を示す図である。これらの図は、本発明の特徴を説明するために同時に用いられるものである。図１Ａにおいて、第１のデバイス（第１の基板）１は、上面図および断面図で示されている。第１のデバイス１は、調整機構３を備える界面２を有している。調整機構３は、第１領域４および第２領域５を備え、第１領域４は、第２領域５の中心に配置されている。したがって、第２領域５は、第１領域４を取り囲むように構成されている。第１の濡れ性を有する第１物質層４１は、第１領域４において基板１上に設けられ、第１の濡れ性よりも低い濡れ性である第２の濡れ性を有する第２物質層５１は、第２領域５において基板１上に設けられる。
図１Ｂに示すように、液滴６が、第１のデバイス１における表面部２の調整機構３上に供給される。これにより、図１Ｃに示すように、第１領域４と第２領域５との間の境界が、液滴６と第１のデバイス１との間のコンタクト領域に包含される。液滴６は、界面エネルギーを有しているため、第２領域５を濡らした後、高い濡れ性を有する第１領域４の方へ移動する。これにより、低いエネルギー状態となる。図１Ｄに示すように、液滴６は、調整機構３に対して正確に配置されるように、第１領域４に配置される。
第１および第２の濡れ性は、液体の材料と同様、液体が液滴を形成して第１領域４に移動するように適合される。そして、液滴６は、少なくともその一部分が調整機構３の第１領域４を覆い、かつ該第１領域４と接触する。ある物質システムにおいては、液滴の液体は、水により構成されており、また精製水により構成されていることがより好ましい。一実施の形態において、第１物質層は、第２物質層より親水性の高い物質層として構成されており、第２物質層は、第１物質層より疎水性の高い物質層として構成されている。また、他の物質システムにおいても、液滴が、液体の界面エネルギーにより、互いに異なる濡れ性を有する界面上で所望の横移動を行う構成とすることは可能である。
調整機構３の第１領域４の形状は、円形であることが好ましいが、他の形状であってもよい。第１領域４は、第１のデバイス１における界面２上の凹部に配置されていてもよい。これにより、液滴６の横移動は、液滴６に作用する重力によって、より効果的となる。
第１領域４の大きさは、液滴６の大きさに適合している。そのため、第１の濡れ性を有する第１領域４における液滴６の接触面は、第１領域４内での横移動のためのさらなる構成を有することなく、第１領域４に十分満たされる。これにより、調整機構３に配置される液滴６は、所定の位置を正確に覆うことができる。一実施の形態において、第１領域４の大きさは、コンタクト領域と等しいか、またはコンタクト領域よりも僅かに小さい構成である。液滴６は、第１の濡れ性とは異なる濡れ性を有する界面とは接触することなく、第１の濡れ性を有する界面を有している。
第１領域４および第２領域５を有する調整機構３は、周知のリソグラフィ法を用いて非常に高い精度で第１のデバイス１の界面上にパターン化される。調整機構３に配置される液滴６は、調整機構３のパターンの位置と実質的に同一となるように正確に、第１のデバイス１の界面上に位置合わせされる。液滴６の配置は、工具などにより実行される。液滴６の位置合わせは、供給される液滴６の配置が低い精度で行われても達成できる。すなわち、液滴６は、コンタクト領域の少なくとも一部が調整機構３の第１領域４に接触するように調整機構３上に配置される。これにより、液滴６の最終的な正確な位置に影響を及ぼすことなく、非常に低い精度で、液滴６を第１のデバイス１の界面上に配置することが可能となる。したがって、低い位置精度で液滴６を配置する従来の工具を用いて、高効率、大量生産により、液滴６の処理工程の費用効率を向上させることができる。
このように、液滴６の一部は第１のデバイス１の第１領域４および第２領域５に接触するとともに、液滴６および第１のデバイス１は、第１のデバイス１の調整機構３の第１の濡れ性および第２の濡れ性の違いによって、第１のデバイス１の調整機構３により規定された停止位置（所定の位置）、すなわち図１Ｄに示すように液滴６および第１のデバイスの横移動が停止する位置、に達するまで、互いに相対的に横移動する。
図２Ａ〜図２Ｃは、第２のデバイス（第２の基板）７を第１のデバイス１上に位置合わせする工程を示す図である。図２Ａには、第２のデバイス７が示されており、第２の調整機構９上の界面８を有する第２のデバイス７が配置されている。第２の調整機構９の大きさおよび形状は、第１領域４および第２領域５を有する第１の調整機構３の大きさおよび形状と同様に形成されていることが好ましい。第３領域（第１領域）１０は、第１のデバイス１の調整機構３に関して上述したように、第４領域（第２領域）１１を取り囲むように形成されている。第２のデバイス７は、第２の調整機構９を含む界面８が第１の調整機構３を含む界面に対向するように上下逆に備えられる。図２Ｂに示すように、第２のデバイス７は、液滴６が第２のデバイス７における第２の界面８上の調整機構９に接触するまで、第１のデバイス１の液滴６上に下げられる。第２のデバイス７の液滴６上への配置は、第２の調整機構９上の液滴６の接触面の少なくとも一部が第２の調整機構９の第３領域１０を覆うように確実に行う必要がある。
第２のデバイス７および液滴６は、液滴６の材料つまり表面張力（界面エネルギー）や、第２の調整機構９の第３領域１０および第４領域１１の濡れ性だけでなく第２のデバイス７の重量により、第２のデバイス７が液滴６上に自由に浮くように位置合わせされる。これにより、第２のデバイス７は液滴６上に浮いた状態で保持され、液滴６は平坦化されず、第１のデバイス１の界面２と第２のデバイス７の界面とは互いに接触しない。第２のデバイス７は、第１のデバイス１における第１の界面２上の第１の調整機構３に配置される液滴６上で自由に浮いた状態であるため、液滴６に対する位置合わせが可能となる。したがって、第１のデバイス１における第１の調整機構３および第２のデバイス７における第２の調整機構９は、液滴６により互いに位置合わせされる。これにより、第１のデバイス１および第２のデバイス７が互いに位置合わせされる。
第２のデバイスを第１のデバイス１上で自由に浮いた状態とするためには、２つ以上の第１の調整機構３およびそれに対応する第２のデバイス７上における第２の調整機構９が備えられていることが必要である。これにより、デバイスは、第１のデバイス１の界面２上に配置される２つ以上の液滴６上に浮くことができる。第２のデバイス７における第２の調整機構９の第３領域１０および第４領域１１だけでなく、液滴６の液体の材料、液滴６の大きさ、第１物質層４１および第２物質層５１の濡れ性、液滴６の数量、および、第２のデバイス７の全体重量が適合されることによって、第２のデバイス７は、他に支持されることなく、液滴６上に自由に浮くことが可能となる。
第１のデバイス１における界面２上の第１の調整機構３の配置は、第２のデバイス７における第２の調整機構９の配置に対応している。そのため、第２の調整機構９の配置と、第１のデバイス１における第１の調整機構３の配置とは鏡に映したようになっている。
図２Ｂに示すように、上述の方法により第２のデバイス７を液滴６に配置する技術では、第２のデバイス７は、横方向（図中矢印Ａの方向）の力を受けて、液滴６の配置に対して位置合わせされた位置（図２Ｃに示す）に移動する。
このように、液滴６の一部は第２のデバイス７の第３領域１０および第４領域１１に接触するとともに、液滴６および第２のデバイス７は、第２のデバイス７の調整機構９の第３の濡れ性および第４の濡れ性の違いによって、第２のデバイス７の調整機構９により規定された停止位置（所定の位置）、すなわち図２Ｃに示すように液滴６および第２のデバイスの横移動が停止する位置、に達するまで互いに相対的に横移動する。
図３Ａ〜図３Ｄは、第２のデバイス７を第１のデバイス１上に配置する工程を示す図である。初めに、図３Ａに示すように、第１のデバイス１および第２のデバイス７は、互いに位置合わせされ、液滴６により互いの間に間隔があけられる。次に、液滴６における液体の蒸発作用により、第１のデバイス１および第２のデバイス７の間に位置する液滴６の除去が開始される。液滴６が精製水を含む場合、液滴６の蒸発処理は、熱や電磁波などを加えることにより行われる。液滴６が蒸発している間、第２のデバイス７は、第１のデバイス１の界面に接触するまで、第１のデバイス１上に下がる（図３Ｂ参照）。そして、第２のデバイス７は第１のデバイス１に機械的に接触する（図３Ｃ参照）。第２のデバイス７が第１のデバイス１における界面２上を横移動しないように、第１のデバイス１における界面２上には１つ以上の第１の保持部１２が設けられ、第２のデバイス７における第２の界面８上には１つ以上の第２の保持部１３が設けられている。保持部材として表される第１の保持部１２および第２の保持部１３は、第１のデバイス１および第２のデバイス７が位置合わせされた状態で液滴６が除去されて、第２のデバイス７が第１のデバイス１上に下がったときに、互いにかみ合うように適合されている。
第１の保持部１２および第２の保持部１３は、それぞれ対応する界面２および界面８上に立ち上がって形成されている。そのため、第１のデバイス１および第２のデバイス７の間には間隔がとられている。この立ち上がりは、第１のデバイス１および第２のデバイス７の間のスペースを確保するための間隔部材としての役割もある。保持部１２および保持部１３は、立ち上がり（凸部）と凹み（凹部）により実現され、位置合わせされた状態でかみ合う。
図４Ａ〜図４Ｄは、第２のデバイス７を第１のデバイス１上に下げる類似の工程を示す図である。ここでは、保持部１２の代わりに、第１のデバイス１における第１の界面２上に第１の接着部１４が設けられ、保持部１３の代わりに、第２のデバイス７における第２の界面８上に第２の接着部１５が設けられている。図４Ｂおよび図４Ｃの工程に示すように、液滴６が蒸発している間、第２のデバイス７は、第１のデバイス１上に下がる。これにより、第１の接着部１４および第２の接着部１５は、第２のデバイス７が図４Ｃに示す位置合わせされた状態で第１のデバイス１に押し付けられるように接触する。
図５は、第１のデバイス１および第２のデバイス７の他の一部分を示す断面図である。第１のデバイス１上の第１コンタクト１７および第２のデバイス７上の第２コンタクト１８は、第１のデバイス１および第２のデバイス７が位置合わせされた状態にあるとき、互いに対向するように示されている。第１コンタクト１７および第２コンタクト１８は、第１のデバイス１および第２のデバイス７が位置合わせされ液滴が除去されたときに互いの界面が接近する半田バンプ１９および２０とともに、それぞれ設けられる。
第１のコンタクト１７および第２のコンタクト１８の間の接続は、リフロー工程により行われる。ここでは、半田バンプ１９および２０が加熱されることによって、半田が溶解して、第１および第２コンタクト１７・１８に接触する単一の半田液滴が生成される。これにより、第１および第２コンタクト１７・１８の間の電気的接触が行われる（図５Ｂ参照）。液滴６の蒸発工程および半田バンプのリフロー工程は、単一の加熱工程などにより実行可能である。
図６Ａおよび図６Ｂには、上記と同一の工程が示されており、保持部１２および１３の代わりに、第１の接着部１４および第２の接着部１５が用いられている。
本発明の一実施の形態において、第２のデバイスは、所定の位置に配置される液滴上に位置合わせされ、第１のデバイス１または他の基板の界面２上に、所定の位置に配置される。第２のデバイス７を液滴上に配置することにより、第２のデバイス７は、上述の効果に応じて第２のデバイス７が液滴６の配置に対して位置合わせされるように、第２の調整機構９に対して液滴６上に浮く。その後、液滴６は加熱工程により除去されることが好ましい。これにより、第２のデバイス７は、第１のデバイス１の界面２上に下げられる。第２のデバイス７は、保持部または接着部などにより固定されることが好ましい。これにより、横方向への移動に対抗して、位置合わせされた状態を維持することができる。第２のデバイス７を液滴６上に配置する精度の低い従来のピック・アンド・プレイス技術を用いても、第２のデバイスの界面下に対する位置合わせを高い精度で行うことができる。注意すべきことは、液滴６上に第２のデバイス７を配置する工程において、液滴６と第２のデバイス７における第２の界面との間のコンタクト領域の少なくとも一部が、第２の調整機構９における第３領域を覆うことである。
図７Ａおよび図７Ｂに示すように、異なる物質層の濡れ性が、通常の「濡れ角」という用語で記載されている。濡れ角は、液滴と界面との間の境界における、界面と液滴の接線との間の角度を示している。図７Ｂに示すように、９０°より小さい濡れ角は、界面での親水性の作用に対応し、図７Ａに示すように、９０°より大きい濡れ角は、界面での疎水性の作用に対応する。第１領域４および第３領域１０の第１物質層（疎水性）に適用可能な材料としては、bioverite、テンパックス、シリコン、シリコンダイオキサイド、シリコンニトライド、ニッケル、およびガラスが挙げられる。また、第２領域５および第４領域１１の第２物質層（親水性）に適用可能な材料としては、テフロン（登録商標）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ＥＳＳＣＯＬＡＭ１０、粗い金表面を組織化したパーフルオロデカンチオール（ＰＦＤＴ）、超親水性のために粗さを増した光コーティング、小角散乱法、パラフィン、poly(dimethylsiloxane)（ＰＤＭＳ、シリコンポリマー）が挙げられる。
液滴の液体の材料として、最も好ましい材料は精製水であるが、アルコールのような他の材料であってもよい。このような材料は、残留することなく除去されるように蒸発する性質がある。
上述の説明は、本発明の実施形態に対するものであるが、本発明の他の実施形態は、本質的な範囲から離れることなく考案されてもよい。その範囲は、請求項の範囲内で決定される。
本発明の半導体、特に集積回路デバイスの分野において適用可能である。
本発明の一実施の形態における第１のデバイスの界面上に液滴を供給したときの変化を示す図である。 本発明の一実施の形態における第１のデバイスの界面上に液滴を供給したときの変化を示す図である。 本発明の一実施の形態における第１のデバイスの界面上に液滴を供給したときの変化を示す図である。 本発明の一実施の形態における第１のデバイスの界面上に液滴を供給したときの変化を示す図である。 本発明の一実施の形態における、第１のデバイスに対して第２のデバイスを配置する方法を示す図である。 本発明の一実施の形態における、第１のデバイスに対して第２のデバイスを配置する方法を示す図である。 本発明の一実施の形態における、第１のデバイスに対して第２のデバイスを配置する方法を示す図である。 本発明の一実施の形態における、第１のデバイスおよび第２のデバイスを互いに固定する工程を示す図である。 本発明の一実施の形態における、第１のデバイスおよび第２のデバイスを互いに固定する工程を示す図である。 本発明の一実施の形態における、第１のデバイスおよび第２のデバイスを互いに固定する工程を示す図である。 本発明の一実施の形態における、第１のデバイスおよび第２のデバイスを互いに固定する工程を示す図である。 本発明の一実施の形態における、第１のデバイスおよび第２のデバイスを互いに固定する他の形態を示す図である。 本発明の一実施の形態における、第１のデバイスおよび第２のデバイスを互いに固定する他の形態を示す図である。 本発明の一実施の形態における、第１のデバイスおよび第２のデバイスを互いに固定する他の形態を示す図である。 本発明の一実施の形態における、第１のデバイスおよび第２のデバイスを互いに固定する他の形態を示す図である。 本発明の一実施の形態における、第１のデバイスおよび第２のデバイスが図３Ａ〜図３Ｄに示す工程により配置されたときに、第１のデバイスおよび第２のデバイスの間の電気的接触が行われる工程を示す図である。 本発明の一実施の形態における、第１のデバイスおよび第２のデバイスが図３Ａ〜図３Ｄに示す工程により配置されたときに、第１のデバイスおよび第２のデバイスの間の電気的接触が行われる工程を示す図である。 本発明の一実施の形態における、第１のデバイスおよび第２のデバイスが図４Ａ〜図４Ｄに示す工程により配置されたときに、第１のデバイスおよび第２のデバイスの間の接触が行われる工程を示す図である。 本発明の一実施の形態における、第１のデバイスおよび第２のデバイスが図４Ａ〜図４Ｄに示す工程により配置されたときに、第１のデバイスおよび第２のデバイスの間の接触が行われる工程を示す図である。 本発明の一実施の形態における、界面の濡れ角を示す図である。 本発明の一実施の形態における、界面の濡れ角を示す図である。
符号の説明
１ 第１のデバイス（第１の基板）
２ 界面（第１の界面）
３ 調整機構（第１の調整機構）
４ 第１領域
５ 第２領域
６ 液滴
７ 第２のデバイス（第２の基板）
８ 界面（第２の界面）
９ 調整機構（第２の調整機構）
１０ 第３領域（第１領域）
１１ 第４領域（第２領域）
１２ 第１の保持部
１３ 第２の保持部
１４ 第１の接着部
１５ 第２の接着部

Claims (26)

  1. 第１の濡れ性を有する第１領域と、該第１の濡れ性よりも低い濡れ性である第２の濡れ性を有する第２領域とを有する調整機構を、当該界面上の所定の領域に備える界面を有するデバイスを備える工程と、
    上記所定の領域において上記調整機構の配置に対応した所定の位置に液滴を供給する工程と、
    上記液滴の少なくとも一部が上記調整機構の上記第１領域および上記第２領域に接触するとともに、上記液滴および上記デバイスが、上記第１の濡れ性および上記第２の濡れ性の違いによって、上記調整機構により規定された所定の位置に達するまで互いに相対的に横移動するように、上記デバイスを上記液滴に接触して配置する工程とを含むデバイスの配置方法。
  2. 上記液滴の液体は、上記デバイスを上記液滴上に浮かせることが可能な表面張力を有するものが選択される請求項１に記載のデバイスの配置方法。
  3. 上記液滴は、上記デバイスと上記液滴との間で自由な横移動を可能とする表面張力を有するものが選択される請求項１に記載のデバイスの配置方法。
  4. 上記液滴は複数の液滴により構成され、上記デバイスが上記液滴上で自由に浮くことができるように上記複数の液滴の数量および大きさが選択される請求項１に記載のデバイスの配置方法。
  5. 上記液滴の大きさは、上記デバイスの重量に応じて選択される請求項１に記載のデバイスの配置方法。
  6. 上記液滴を除去して、上記デバイスを上記所定の位置に下げる工程をさらに含む請求項１に記載のデバイスの配置方法。
  7. 上記液滴は、該液滴における液体の蒸発作用により除去される請求項６に記載のデバイスの配置方法。
  8. 第１の濡れ性を有する第１領域と、該第１の濡れ性よりも低い濡れ性である第２の濡れ性を有する第２領域とを有する第１の調整機構を、当該界面上の所定の領域に備える界面を有する第１のデバイスを備える工程と、
    第３の濡れ性を有する第１領域と、該第３の濡れ性よりも低い濡れ性である第４の濡れ性を有する第２領域とを有する第２の調整機構を、当該界面上の所定の領域に備える界面を有する第２のデバイスを備える工程と、
    上記液滴の少なくとも一部が上記第１のデバイスの上記第１領域および上記第２領域に接触するとともに、上記液滴および上記第１のデバイスが、上記第１のデバイスの上記第１の調整機構の上記第１の濡れ性および上記第２の濡れ性の違いによって、上記第１のデバイスの上記第１の調整機構により規定された第１の停止位置に達するまで互いに相対的に横移動するように、上記液滴を供給する工程と、
    上記液滴の少なくとも一部が上記第２のデバイスの上記第１領域および上記第２領域に接触するとともに、上記液滴および上記第２のデバイスが、上記第２のデバイスの上記第２の調整機構の上記第３の濡れ性および上記第４の濡れ性の違いによって、上記第２のデバイスの上記第２の調整機構により規定された第２の停止位置に達するまで互いに相対的に横移動するように、上記第２のデバイスを上記液滴上に配置する工程とを含むデバイスの配置方法。
  9. 上記第１のデバイスおよび上記第２のデバイスにおける、それぞれの上記第１領域は、それぞれの上記第２領域に対して、凹状に形成されている請求項８に記載のデバイスの配置方法。
  10. 上記第１のデバイスにおける上記第１の調整機構および上記第２のデバイスにおける上記第２の調整機構は、互いに対応するように形成されている請求項８に記載のデバイスの配置方法。
  11. 上記液滴は、該液滴が上記第１の調整機構および上記第２の調整機構におけるそれぞれの上記第１領域の中心に配置される際に、所定の高さによって上記第１のデバイスと上記第２のデバイスとの間に間隔をあけることを可能とする表面張力を有するものが選択される請求項８に記載のデバイスの配置方法。
  12. 上記液滴は複数の液滴を備え、該複数の液滴が上記第１の調整機構および上記第２の調整機構におけるそれぞれの上記第１領域に配置される際に、所定の高さによって上記第１のデバイスと上記第２のデバイスとの間に間隔があけられるように、上記複数の液滴の数量および大きさが選択される請求項８に記載のデバイスの配置方法。
  13. 上記液滴の大きさは、上記第２のデバイスの重量に応じて選択される請求項１２に記載のデバイスの配置方法。
  14. 上記液滴を除去することによって、上記第１のデバイスおよび上記第２のデバイスが互いに配置された状態において、上記第２のデバイスが上記第１のデバイスに接触するように移動させる工程をさらに含む請求項８に記載のデバイスの配置方法。
  15. 上記液滴は、該液滴における液体の蒸発作用により除去される請求項１４に記載のデバイスの配置方法。
  16. 上記第１の濡れ性と上記第３の濡れ性とは同一であるとともに、上記第２の濡れ性と上記第４の濡れ性とは同一である請求項８に記載のデバイスの配置方法。
  17. 基板と、
    上記基板の界面上に配置された調整機構とを備え、
    上記調整機構は、第１の濡れ性を有する第１領域と、該第１の濡れ性よりも低い濡れ性である第２の濡れ性を有する第２領域とを有し、
    上記第１領域は、配置工程の間、液滴を受容して保持できるように形成された液滴保持領域として構成され、
    上記液滴および上記基板は、上記第１の濡れ性および上記第２の濡れ性の違いによって、上記液滴が上記液滴保持領域の停止位置に達するまで、互いに相対的に横移動するように構成されているデバイス。
  18. 上記第２領域は、上記第１領域を取り囲むように構成されている請求項１７に記載のデバイス。
  19. 上記第２領域は上記第１領域を取り囲むように構成されているとともに、上記第１領域は円形である請求項１７に記載のデバイス。
  20. 上記第１領域は、上記第２領域に対して凹状に形成されている請求項１７に記載のデバイス。
  21. 第１の基板と、上記第１の基板の界面上に配置された第１の調整機構とを備える第１のデバイス、および、第２の基板と、上記第２の基板の界面上に配置された第２の調整機構とを備える第２のデバイスを備えるデバイスであって、
    上記第１の調整機構は、第１の濡れ性を有する第１領域と、該第１の濡れ性よりも低い濡れ性である第２の濡れ性を有する第２領域とを有し、上記第１領域は、配置工程の間、液滴を受容して保持できるように形成された第１の液滴保持領域として構成され、上記液滴および上記第１の基板は、上記第１の濡れ性および上記第２の濡れ性の違いによって、上記液滴が上記第１の液滴保持領域の停止位置に達するまで、互いに相対的に横移動するとともに、
    上記第２の調整機構は、第３の濡れ性を有する第１領域と、該第３の濡れ性よりも低い濡れ性である第４の濡れ性を有する第２領域とを有し、上記第２の調整機構における上記第１領域は、配置工程の間、液滴を受容して保持できるように形成された第２の液滴保持領域として構成され、上記液滴および上記第２の基板は、上記第３の濡れ性および上記第４の濡れ性の違いによって、上記液滴が上記第２の液滴保持領域の停止位置に達するまで、互いに相対的に横移動し、上記液滴が上記第１の液滴保持領域および上記第２の液滴保持領域の上記停止位置に配置されたときに、上記第１の基板および上記第２の基板が所定の位置に配置された状態となるように構成されているデバイス。
  22. 上記第１のデバイスにおける上記第２領域および上記第２のデバイスにおける上記第２領域は、それぞれの上記第１領域を取り囲むように構成されている請求項２１に記載のデバイス。
  23. 上記第１基板および上記第２基板のそれぞれに備えられるとともに、上記第１の基板および上記第２の基板が上記所定の位置に配置されたときに、上記第１のデバイスおよび上記第２のデバイスを互いに保持するように形成された保持部をさらに備えている請求項２１に記載のデバイス。
  24. 上記第２領域は上記第１領域を取り囲むように構成されているとともに、上記第１領域は円形である請求項２１に記載のデバイス。
  25. 上記第１領域は、上記第２領域に対して凹状に形成されている請求項２１に記載のデバイス。
  26. 上記第１の濡れ性と上記第３の濡れ性とは同一であるとともに、上記第２の濡れ性と上記第４の濡れ性とは同一である請求項２１に記載のデバイス。
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