JP2022518945A - キャリア装置およびキャリア装置を生成するための方法 - Google Patents

キャリア装置およびキャリア装置を生成するための方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、キャリア装置（１００；５００；６００；７００；８００；９００；１０００）、およびキャリア装置を生成するための方法に関する。本方法は、キャリア（１１０；５１０；６１０；７１０；８１０；９１０；１０１０）の表面（１２０；５２０；６２０；７２０；８２０；９２０；１０２０）上に層（１３０；５３０；６３０；７３０；８３０；９３０；１０３０）を生成する段階であって、層が、第１の領域（１３１；５３１；６３１；７３１；８３１；９３１；１０３１）および第１の領域に接続された第２の領域（１３２．５３２；６３２；７３２；８３２；９３２；１０３２）を有し、第１の領域が、キャリアの第１の表面領域（１２１；５２１；６２１；７２１；８２１；９２１；１０２１）を覆い、第２の領域が、キャリアの第２の表面領域（１２２；７２２；９２２）を覆う、段階と、層の第２の領域をキャリアから分離する段階であって、層の第１の領域がキャリアの第１の表面領域上に残り、第２の領域から分離されず、層が分離された第２の領域において可撓性がある、段階とを備える。

Description

本発明は、キャリア装置およびキャリア装置の生成方法に関する。本発明は、詳細にはマイクロシステム用のキャリア装置に関する。
本明細書に記載のタイプのキャリア装置は、例えば、マイクロシステムまたはマイクロシステムの一部であり得て、例えば、マイクロエレクトロニクス、マイクロメカニカル、マイクロ流体および／または電気光学用途のために構成され得る。キャリア装置は、少なくとも１つのキャリア、例えば、シリコンまたは別の適切な材料で作られた基板を備え、その上に、マイクロエレクトロニクス、マイクロメカニカル、マイクロ流体および／またはマイクロ光学構成要素間の信号伝送のための界面および／または線を配置できる。キャリア装置は、例えば、そのような構成要素を互いに機械的に接続でき、および／またはそれ自体がそのような集合または構成要素を備えることができる。キャリア装置は、典型的には、可撓性の点で互いに異なる領域を備える。
例えば、キャリア装置は、１つまたは複数の可撓性フォイルが比較的剛性の高いキャリア上に配置される回路基板技術で知られており、特に、サブアセンブリ、センサ、またはプラグコネクタへの接続線として使用される。典型的には、この目的のために、準備され、すでに構造化され、導体トラックが提供されている可撓性フォイルは、剛性の高いキャリア上のラミネートスタックに配置され、一緒にプレスされて、リジッドフレックス複合体とも呼ばれるリジッドフレキシブル複合体を形成する。このいわゆるリジッドフレックス技術の性能は、従来の回路基板技術の技術的可能性に対応しており、典型的には、少なくとも５０μｍの導体トラック幅に制限されている。
さらに、Ｓｉチップの生成プロセスでは、最初にシリコン製のキャリアを接触側でポリマフィルム上に接着することが知られている。次いで、レーザプロセスまたはプラズマプロセスによって、接触点の領域でフォイルおよび接着剤が除去され、キャリアの表面は洗浄され、例えば、スパッタリングまたは湿式化学によって、表面全体にわたって金属化される。さらに、線パターンはフォトリソグラフィによって表面に転写され、導体トラックは既知の方法を使用して生成される。本方法では、Ｓｉチップを直接結合できるが、結合には比較的大きな領域が必要であり、接着剤を使用すると温度安定性が制限されるという欠点がある。
したがって、原則として、本目的は、キャリア装置、特に上述したタイプのキャリア装置の生成を容易化することである。本方法は、可能な幾何学的構成に関して、およびキャリア装置の機能的特性に関して、可能な限り用途を広げるべきである。さらに、可能な限りコンパクトなキャリア装置を生成できるようにすべきである。例えば、キャリア装置の可能な限り最高の耐熱性および可能な限り最高の化学的安定性も望まれる。
目的を達成するために、本発明によれば、特に、主クレームによる生成方法およびさらなる独立クレームによるキャリア装置、ならびにそのようなキャリア装置を備えるマイクロシステムが提案される。さらなる開発および特別な実施形態は、従属クレームから、および前後の説明および図から明らかになる。例えば、提案されたキャリア装置および提案されたマイクロシステムは、本明細書で提案される生成方法を使用して生成され得る。特に、本方法に関連して説明されたすべての特徴は、したがって、キャリア装置およびマイクロシステムにも対応して移すこともできる。逆に、キャリア装置またはマイクロシステムに関連して説明されているすべての特徴を生成方法に移すこともできる。
キャリア装置を生成するために本明細書で提案される方法は、例えば、
少なくとも１つのキャリアの表面上に少なくとも１つの層を生成する段階であって、少なくとも１つの層は、少なくとも１つの第１の領域および、少なくとも１つの第１の領域に接続された少なくとも１つの第２の領域を有し、少なくとも１つの第１の領域は、少なくとも１つのキャリアの少なくとも１つの第１の表面領域を覆い、少なくとも１つの第２の領域は、少なくとも１つのキャリアの少なくとも１つの第２の表面領域を覆う、段階と、
少なくとも１つの層の少なくとも１つの第２の領域を少なくとも１つのキャリアから完全にまたは少なくとも部分的に分離または解放する段階とを備える。例えば、少なくとも１つの層の少なくとも１つの第２の領域は、少なくとも１つのキャリアの少なくとも１つの第２の表面領域から分離される。しかし、典型的には、層の少なくとも１つの第１の領域は、キャリアの少なくとも１つの第１の表面領域上に残り、典型的には、層の少なくとも１つの第２の領域から分離されない。
例えば、分離は、例えば、層の第２の領域が全体的または部分的にキャリアから剥がされるので、機械的に行われ得る。追加的または代替的に、例えば、層の第２の領域は、例えば、キャリアの第２の表面領域を形成するキャリアの少なくともこれらの領域をエッチングでキャリアを局所的に除去することによって、化学的に分離または放出できる。追加的または代替的に、分離は、電磁放射によって、例えば、層の第２の領域とキャリアの第２の表面領域との間の、接着領域、接着界面または結合界面としても知られる接触領域を、電磁放射、例えば、レーザ放射で照射し、例えば、完全にまたは部分的に破壊することによって行われ得る。当然ながら、これらの分離方法の任意の組み合わせも可能であり、その結果、例えば、層の第２の領域は、キャリアから機械的に分離され、層の別の第２の領域は、エッチングによって化学的にキャリアから分離され、層のさらに別の第２の領域は、照射によってキャリアから分離される。層の第２の領域はまた、最初に電磁放射によって部分的に除去され、次いで機械的に完全に除去される（例えば、剥がされる）ことも可能である。
典型的には、少なくとも１つの層は、少なくとも分離された少なくとも１つの第２の領域内で、可撓性がある、例えば、曲げやすいおよび／または伸ばすことができる。したがって、例えば、結果として層を損傷させることなく、分離された少なくとも１つの第２の領域内の少なくとも１つの層を曲げ、折り畳み、および／または伸ばすことが可能である。
生成プロセスによれば、本明細書で提案されるキャリア装置は、表面を有する少なくとも１つのキャリア（それぞれ）ならびに、少なくとも１つのキャリアの表面上に配置される少なくとも第１の領域および、少なくとも１つの第１の領域に接続され、少なくとも１つのキャリアの表面上に配置されていない少なくとも１つの第２の領域を有する少なくとも１つの層を備える。すでに上述したように、少なくとも１つの（分離された）第２の領域の層は、典型的には、可撓性があり、すなわち、例えば、可撓性および／または伸縮性がある。
キャリア装置は、好ましくは、本明細書で提案される方法を使用して生成される。次いで、少なくとも１つのキャリアの表面は、本方法に関連して上記で画定された少なくとも１つの第１の表面領域を有し、少なくとも１つの層の少なくとも１つの第１の領域は、第１の表面領域上に配置される。
提案されるマイクロシステムは、本明細書で提案されるタイプの少なくとも１つのキャリア装置および、例えば、少なくとも１つのマイクロエレクトロニクス、マイクロメカニカル、マイクロ流体および／または電気光学構成要素などの少なくとも１つの構成要素を備える。例えば、接触素子および／または接触線は、少なくとも１つのキャリア装置のうちの少なくとも１つのキャリア上に配置され、これらの接触素子および／または接触線は、構成要素との、または構成要素間の信号伝送のために設定される。少なくとも１つの構成要素は、例えば、少なくとも１つのキャリアの表面上、特に、第１の表面領域上、第２の表面領域上、またはキャリアの隣接するさらなる表面領域上に配置できる。さらに、少なくとも１つの構成要素は、少なくとも１つの層上に配置されるか、または少なくとも１つのキャリア装置の少なくとも１つの層に、特に、第１の領域またはそれぞれのキャリアから分離された可撓性の第２の領域に統合され得る。構成要素、線、および接触素子のさらなる例を以下にさらに示す。
基板という用語は、キャリアという用語の同義語としても使用される。さらに、キャリアはキャリア要素とも呼ばれる。キャリアのパーツまたはセグメントは、キャリアと呼ばれることもある。上記で使用されている「少なくとも１つ」という語句は、通常、「１つまたは複数」の意味を有する。単に読みやすくするために、「少なくとも１つ」という表現（特に、キャリア、層、層の第１および第２の領域、ならびにキャリアの第１および第２の表面領域に関連して）は、以下では省略される。したがって、「ａ」または「ａｎ」は「少なくとも１つ」と解釈され、したがって、「ｔｈｅ」は「少なくとも１つ」と解釈される。例えば、生成方法では、正確に１つのキャリア（基板）の表面上に少なくとも１つの層を生成できる。以下でより詳細に説明するように、このようにして生成されたキャリア装置が、複数のキャリアセグメント、すなわち、複数のキャリアを含むように、（それにより、層の第１の領域を層の第２の領域から分離することなく）その後、キャリアをセグメントに分割できる。次いで、これらのキャリアセグメントは、典型的には、（切断されていない、または少なくとも完全には切断されていない）層によって相互に接続される。
典型的には、キャリアの上記表面は平坦であり、したがって、キャリアの主平面を画定する。典型的には、第１の表面領域は、キャリアの第２の表面領域に隣接する。複数の第１の表面領域および／または複数の第２の表面領域の場合、各第２の表面領域は、典型的には、第１の表面領域の少なくとも１つに隣接する。
キャリア装置は、例えば、リジッドフレキシブルシステムであり、すなわち、剛性領域および可撓性（曲げ可能および／または伸縮性）領域を備える。例えば、キャリアは剛性があり（すなわち、機械的に安定していて、可撓性または伸縮性がないか、ほとんどない）、層は少なくとも分離された第２の領域で可撓性がある。しかし、以下でさらに説明するように、例えば、キャリアが極めて薄いために、例えば、キャリアを半剛性または可撓性、すなわち、例えば、可撓性および／または伸縮性とすることも可能である。ただし、典型的には、分離された第２の領域の層は、キャリアよりも可撓性がある、すなわち、特に可撓性および／または伸縮性がある。
この層は、例えば、（薄い）フォイルまたは（薄い）フィルムの形で設計できる。層は、例えば、１μｍから３００μｍの間の総厚を有することができる。層の総厚は、好ましくは、１μｍから１００μｍの間であり、特に好ましくは、１μｍから５０μｍの間である。層は、好ましくは、以下でより詳細に説明されるように、例えば、ＰＶＤ、ＣＶＤ、フォトリソグラフィ、レーザアブレーションまたは他のプロセスなどの薄膜技術および／またはリソグラフィプロセスによって生成または構造化される。
一例では（分離された第２の領域における層の可撓性または柔軟性を利用して）、層は、分離された第２の領域内で曲げられるか、または折り畳まれる。曲げられた、または折り畳まれた結果として、層の湾曲は、例えば、少なくとも５０μｍの曲げ半径を有する、典型的には、５０μｍから４０ｍｍの間の領域である、層の分離された第２の領域に生成される。したがって、層は、例えば、一部の領域で非平面形状をとることができ、湾曲領域を有することができる。分離された第２の領域で層を曲げる、または折り畳むことによって、層の第２の領域を、例えば、キャリアの前述の主平面から移動させることができる。例えば、層の第２の領域によって画定される平面は、キャリアの表面によって画定される平面とゼロになることのない角度を囲むことができる。角度は、例えば、０°から１８０°の間、例えば、８５°から９５°の間の範囲にある。層の分離された第２の領域のひねり（ねじれ）も可能である。
層は、ポリマ、例えば、ポリイミドまたはポリベンゾオキサゾールから、金属から、ガラスから、セラミックまたはシリコンから、あるいはこれらの材料の２つ以上の組み合わせから、全体に、または少なくとも一部の領域で形成され得る。層の上記可撓性、特に柔軟性および／または伸縮性を達成するために、上記層は、典型的には、適切に可撓性のある材料から形成される。ただし、比較的剛性の高いまたは壊れやすい材料（金属、ガラス、セラミック、シリコンなど）から層を形成すること、または、そのような材料を層に統合することも可能である。ただし、この場合、典型的には、層が十分に薄い全厚を有すること、またはこれらの比較的剛性の高いまたは壊れやすい材料が、全厚の十分に薄い部分のみを形成することを保証しなければならない。
キャリアは、例えば、シリコン、ガラス、金属、セラミック、またはポリマから、またはこれらの材料の２つ以上の組み合わせから、全体に、または少なくとも一部の領域で形成することができる。例えば、キャリアは、ウェハ、特にシリコンウェハ、または（シリコン）ウェハの一部、ガラスプレートまたはガラスパネルなどのプレート、またはバンド、例えば、ポリマまたは複合材料で作られたバンドであり得る。
キャリアは、典型的には、分離された第２の領域の層よりも剛性が高く、したがって、可撓性が低くなり、曲げにくくなる。したがって、キャリアを曲げることによって達成できるキャリアの曲げ半径は、典型的には、５０ｍｍを超えるか、さらには２５０ｍｍを超える（キャリアの剛性に依存する）。すでに上述したように、例えば、キャリアが比較的、可撓性があり、曲げやすいものとすることも可能である。このことを実現するためには、特にキャリアが比較的、剛性が高いか、または壊れやすい材料から形成されている場合、それに対応してキャリアを薄くするように設計することができる。したがって、例えば、キャリアの総厚は、１０μｍから２０００μｍの間、１０μｍから８００μｍの間、または１０μｍから３００μｍの間であり得る。
層は、多層であるか、または上下に配置される層の複数の層または部分層を含むことができ、これにより、例えば、分離された第２の領域に可撓性のある（曲げやすい）複合体を形成できる。部分層の少なくとも１つまたは複数は、好ましくは、薄膜技術および／またはリソグラフィプロセスによって生成される。
層または層の部分層は、例えば、絶縁層および／または導電層、例えば、電気、光および／またはマイクロ流体絶縁層、および／または電気、光および／またはマイクロ流体導電層であり得る。絶縁層および導電層は、例えば、互いの交互に層状になっている。例えば、線層は、少なくとも１つの線、例えば、導電性材料から形成された少なくとも１つの導体トラック、少なくとも１つの光学線、および／または少なくとも１つのマイクロ流体チャネルを有する。
一例では、キャリアの表面上に層を生成するとき、例えば、層の少なくとも１つの（電気）絶縁層は、例えば、以下に記載される、さらなるポリマのうちの１つから、特に、ポリイミド（ＰＩ）およびポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）などの（電気）絶縁材料（誘電体）から形成される。少なくとも１つの絶縁層は、例えば、キャリアの少なくとも第１の表面領域および第２の表面領域を覆うことができる。例えば、導電層は、例えば、導電性材料で作られた少なくとも１つの絶縁層上に形成される。例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）などの金属が、導電性材料として使用される。例えば、少なくとも１つの線層は、層の第１の領域を起点として、層の第２の領域に延在する少なくとも１つの連続した線または導体トラックを有する。したがって、この層は、例えば、（多層）再配線層または再配線フィルムであり得る。
例えば、キャリアから分離された第２の領域またはキャリアの第２の表面領域は、キャリア装置のさらなるキャリアとなり得るか、またはそれらに接続され得る。このさらなるキャリアは、例えば、最初に述べたキャリアのように、すなわち、例えば、剛性を高くするように設計できる。最初に述べたキャリアについて説明した実施形態は、ここで述べたさらなるキャリアにも適用される。さらなるキャリアは、典型的には、平坦に設計でき、例えば、層の分離された第２の領域を平坦に、および／または機械的接続要素またはすでに述べた接触素子によって接続できる表面も有する。この接続は、例えば、圧力ばめ方式で、または、例えば、はんだ接続によって、材料結合方式で接続できる。機械的接続要素は、例えば、いわゆるマイクロ接触素子またはマイクロはんだバンプ、ボンディングワイヤまたはプラグ接続要素であり得る。
層の第２の領域がキャリアの第２の表面領域から分離される前または後に、例えば、第２の表面領域で、または第１の表面領域と第２の表面領域との間で、キャリアを切断面に沿って切断することも可能である。ただし、典型的には、この場合、層は切断されない。特に、キャリアを切断することにより、層の第１の領域および第２の領域は、典型的には、互いに分離されず、互いに接続されたままである。
例えば、第２の表面領域で、またはキャリアの少なくとも１つの第１の表面領域と少なくとも１つの第２の表面領域との間で、例えば、キャリアを２回または複数回、切断することが可能である。このようにして、キャリアを２つ、３つ、またはそれ以上のパーツまたはセグメントに分割できる。例えば、正確にキャリアの１つの第１の表面領域および正確にキャリアの１つの第２の表面領域を提供できる。この場合、キャリアは、典型的には、正確に２つのパーツまたはセグメントに分解され、次いで、層は、典型的には、第２の表面領域（または第２の表面領域の一部）を形成するそのセグメントから分離される。しかし、例えば、２つの第１の表面領域およびそれらの間に位置する第２の表面領域を提供することも可能である。この場合、例えば、中間セグメントと２つの外側のセグメントとの３つのセグメントにキャリアが分割されるように、キャリアは説明された切断によって、例えば、第２の表面領域内で、またはそれぞれ第２の表面領域と２つの第１の表面領域との間で切断される。例えば、２つの第１の表面領域は、それぞれ、２つの外側セグメントのうちの１つによって形成され、第２の表面領域は、中間セグメントによって形成される。次いで、層（すなわち、その第２の領域）は、例えば、中間セグメントから（場合によっては、部分的に２つの外側のセグメントからも）完全に分離される。次いで、中間セグメントは、典型的には、キャリア装置から除去される。層（すなわち、第１の２つの領域）は、キャリアの２つの外側セグメントの第１の２つの表面領域に残る。次いで、分離された第２の領域は、キャリアの残りの２つの外側セグメント間に可撓性のある接続を形成する。
上記のキャリアの切断は、例えば、２つ以上の切断面に沿って行うことができる。切断面はそれぞれ、キャリアの前述の主平面に垂直に移動することができ、またはそれらは９０°以外の角度を囲むことができる。角度は、例えば、４５°から１３５°の間の範囲、例えば、約９０°であり得る。
例えば、層の第２の領域は、キャリアの第１の表面領域を形成するキャリアの領域（例えば、キャリアの上記の中間セグメント）がエッチングによって除去されるので、キャリアの第２の表面領域から分離させることができる。エッチングプロセスの対応する実施形態を、以下で詳細に説明する。
例えば、層の第２の領域がキャリアの第２の表面領域から分離される前に、第２の表面領域への層の第２の領域の接着は、完全にまたは部分的に破壊され得るか、または少なくとも低減され得る。このようにして、キャリアからの層の第２の領域の完全な分離を実現でき、または、その後の（例えば、剥離による）機械的分離を容易化できる。例えば、キャリアの第２の表面領域は、電磁放射で照射できる。例えば、照射はキャリアを通して行うことができる。この目的のために、キャリアは、例えば、選択された放射線（波長）を透過する材料から形成できる。追加的または代替的に、第２の表面領域に接着している層の第２の領域にも電磁放射を照射できる。
分離を容易にするために、キャリアの表面上に層を生成する前に、例えば、キャリアの第２の表面領域上に接着力を低減する中間層を生成することも、追加的または代替的に可能である。この場合、キャリアの少なくとも第１の表面領域は、好ましくは除外される。あるいは、層がキャリアの表面上に生成される前に、接着力を低減する中間層を、キャリアの第１の表面領域から再び除去することも可能である。
代替的または追加的に、層の部分層の上に接着力を低減する中間層を塗布し、次いで、接着力を低減するこの中間層の上に、前述した層の部分層の１つまたは複数をさらに生成することも可能である。これらのさらなる部分層は、層のこの分離された（第２の）領域を層の残りの部分（層の第１の領域）から分離することなく、（このようにして、層に統合された、または埋め込まれた）中間層から、したがってキャリアからもさらに分離させる（例えば、剥がす）ことができる。
追加的または代替的に、層がキャリアの表面上に生成される前に、接着力を強化する中間層を、キャリアの第１の表面領域に塗布することが可能である。接着力を強化する中間層を塗布する場合、第２の表面領域を除外することができる。あるいは、層がキャリアの表面上に生成される前に、接着力を強化する中間層を、キャリアの第２の表面領域から再び除去することも可能である。
接着力を低減または強化する中間層は、以下でより詳細に説明するように、例えば、薄膜技術および／またはリソグラフィプロセスを使用して、生成および／または構造化できる。典型的には、接着力を強化または低減するそれぞれの中間層は、単層、すなわち、接着力を強化または低減する中間層の材料の原子または分子の１つの層のみから作られた層である。
例えば、少なくとも１つの接触素子、例えば、電気、光、および／またはマイクロ流体接触素子は、例えば、第１の表面領域内のキャリア上、例えば、キャリアの表面上にあり得るか、または配置され得る。例えば、キャリアの第１の表面領域を起点として、接触素子は、その厚さでキャリアおよび／またはその厚さで層の第１の領域を部分的または完全に通過できる。例えば、少なくとも１つの（電気、光および／またはマイクロ流体）接触素子と、層の（電気、光および／またはマイクロ流体）線（例えば、上述した線のうちの１つ）との間に、少なくとも１つの（電気、光および／またはマイクロ流体）接続が確立される。接触素子が、キャリア上に配置される電気、光および／またはマイクロ流体線に、および／またはキャリア上に配置される電気、光および／またはマイクロ流体構成要素に電気、光および／またはマイクロ流体接続することも可能である。
構成要素の可能な例には、集積回路、ＣＭＯＳチップなどのマイクロチップ、ＣＰＵまたはデータストレージデバイス、およびエネルギストレージデバイス、ＭＥＭＳ、ＭＯＥＭＳ、レジスタ、アンテナ、コイル、コンデンサ、センサ、およびアクチュエータがある。例えば、ビア、ＴＳＶなどのメッキスルーホール、接触ストリップ、はんだ接触、プラグ接続用の外部接触、プラグストリップ、ワイヤボンドパッド、例えば、熱圧着接続用の接触パッドは、接触素子と見なすことができる。
すでに上述したように、例えば、キャリアについて指定されたすべての特徴および実施形態は、キャリア装置のさらなるキャリアがある場合にも、それに応じて適用される。例えば、少なくとも１つの（さらなる）電気、光、および／またはマイクロ流体接触素子を、さらなるキャリアの表面上に配置することが可能である。例えば、少なくとも１つの電気、光および／またはマイクロ流体接続を、（さらに）少なくとも１つの電気、光および／またはマイクロ流体接触素子と層の線との間に確立することができる。また、接触素子を、例えば、さらなるキャリア上に配置される電気、光および／またはマイクロ流体線、および／またはさらなるキャリア上に配置される電気、光および／またはマイクロ流体構成要素に導電的に接続することができる。
例えば、層自体はまた、少なくとも１つの（電気、光および／またはマイクロ流体）構成要素および／または１つの（電気、光および／またはマイクロ流体）接触素子であり得るか、またはそれらを備える。例えば、少なくとも１つの構成要素および／または接触素子は、層上に配置されるか、または層に、例えば、層の第１の領域または層の第２の領域に統合され得る。ただし、層の両方の領域に構成要素を装備することもできる。例えば、上述または後述の構成要素および接触素子の例は、構成要素および接触素子と見なすことができる。
それらが存在する場合、少なくとも１つの構成要素および／または少なくとも１つの接触素子は、層上または層内の上述した線の少なくとも１つに接続される。
好ましくは、本明細書で提案されるキャリア装置、または本明細書で提案される方法を使用して生成されるキャリア装置は、キャリアの表面と層の第１の領域との間に接着剤から形成された層を備えない。好ましくは、キャリアの表面と層の第１の領域との間のキャリア装置は、接着剤の材料の単層よりも厚い、接着剤から形成された層を少なくとも備えない。（単分子層は、層のそれぞれの材料の原子または分子の１つの層のみで構成される層である）。接着層を省くことにより、キャリア装置の耐熱性および化学的安定性を向上させることがしばしば可能である。
例えば、層の第２の領域は、キャリアの（横方向の）縁を越えて横方向に突出でき、ここでは、例えば、キャリアから横方向に突出することができる。キャリアを越えて横方向に突出しているこの部分は、例えば、自立し得るか、または（例えば、上述したように）さらなるキャリアに接続し得る。例えば、いわゆるファンアウト構造は、本方法で実現できる。層の第２の領域が、キャリアの（横方向の）縁を越えて横方向に突出せず、キャリアの表面の上に配置されることも可能であり、それによって、例えば、いわゆるファンイン構造を形成できる。
本発明は、以下の図に概略的に示されている特定の実施形態を参照して、以下でより詳細に説明される。
本明細書で提案されるタイプのキャリア装置用のキャリアを上から見た図。
図１Ａに示したキャリアを側面から見た図。
図１Ａに示したキャリアと層の部分層を上から見た図。
図２Ａに示したキャリアと塗布された部分層を側面から見た図。
図２Ａに示したキャリアと層のさらなる部分層を上から見た図。
図３Ａに示したキャリアとさらなる部分層を側面から見た図。
キャリアの領域が除去され、構成要素がキャリアから分離された層の領域上に配置される後の、本明細書で提案されるタイプのキャリア装置と、図３Ａに示したキャリアを上から見た図。
図４Ａに示したキャリア装置を側面から見た図。
本明細書で提案されるタイプのキャリア装置のさらなる実施形態を上から見た図。
図５Ａに示した実施形態を側面から見た図。
本明細書で提案されるタイプのキャリア装置のさらなる実施形態を上から見た図。
図６Ａに示した実施形態を側面から見た図。
本明細書で提案されるタイプのキャリア装置のキャリアの一例を上から見た図。
図７Ａに示すキャリアと塗布された層の切断面を示す上から見た図。
図７Ｂに示すキャリアから生成された、本明細書で提案されるタイプのキャリア装置を側面から見た図。
図７Ｃに示す実施形態を変形した図。
本明細書で提案されるタイプのキャリア装置の実施形態を側面から見た図。
本明細書で提案されるタイプのキャリア装置のキャリアの一例を上から見た図。
本明細書で提案されるタイプのキャリア装置の実施形態を上から見た図。
図１０Ａに示す図の拡大断面図。
図および以下の説明では、互いに対応する特徴は、同じ参照記号で示されるか、または１００の整数倍で互いに異なる参照記号で示される（説明の最後にある参照符号の説明を参照すること）。
本明細書で提案される生成方法の実施形態の個々のステップは、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、および図４Ｂに示され、これらの図における、キャリア装置１００の実施形態が、本明細書で提案されるように生成される。
図１Ａおよび図１Ｂには、平坦表面１２０を有するキャリア１１０が示される。キャリア１１０は、例えば、シリコンで作られているが、ガラス、金属、セラミック、またはポリマなどの別の材料から、またはこれらの材料の２つ以上の組み合わせから、全体に、または少なくとも部分的に作ることもできる。例えば、キャリア１１０は、ウェハまたはウェハの一部である。ただし、キャリアはガラスパネルなどのプレートまたはバンドにすることもできる。キャリア１１０は、例えば、円形または長方形とすることができる、または任意の他の形状を有することができる。
キャリア１１０は、比較的剛性が高く、したがって、比較的小さな範囲でしか可撓性がない。例えば、総厚は３００μｍから２０００μｍの間の範囲である。例えば、キャリアの総厚は約８００μｍである。キャリア１１０を曲げることによって実現できる曲げ半径は、例えば、２５０ｍｍを超える。
しかし、原則として、キャリア１１０を可撓性があり、曲げやすく設計することも可能である。これを実現するために、キャリア１１０は、例えば、１０μｍから３００μｍの間の範囲、例えば、２００μｍ未満の総厚を有するように、それに対応して薄く設計できる。
さらに、図１Ａおよび図１Ｂは、キャリア１１０の第１の表面領域１２１および、それぞれが第１の表面領域１２１に隣接しているキャリア１１０の２つの第２の表面領域１２２を示す。
キャリア１２０にまだ塗布されていない層１３０の分離を容易にするために、様々な手段が可能であり、その分離はさらに後で実行される（図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａおよび図３Ｂおよび以下の関連する説明を参照のこと）。
例えば、層が生成される前に、キャリア１１０の表面１２０上の第２の表面領域１２２に、接着力低減中間層（図示せず）を塗布できる。この場合、残りの表面１２０、特に、キャリアの第１の表面領域１２１は、好ましくは除外される。あるいは、層がキャリア１１０の表面１２０上に生成される前に、接着力を低減する中間層を、少なくともキャリア１２０の第１の表面領域１２１から再び除去することも可能である。
追加的または代替的に、キャリア１１０の表面１２０上に層１３０を生成する前に、接着力を強化する中間層（ここでは図示せず）を、キャリア１１０の第１の表面領域１２１に塗布することが可能である。接着力を強化する中間層を塗布する場合、これに対応して第２の表面領域１２２を除外することができる。あるいは、層がキャリアの表面上に生成される前に、接着力を強化する中間層を、キャリア１１０の第２の表面領域１２２から再び除去することも可能である。
接着力を強化または低減するそれぞれの中間層を、キャリア１１０の表面１２０に塗布し、例えば、薄膜技術および／またはリソグラフィ法によって構造化できる。例えば、中間層は、（Ｏ２）プラズマエッチングによって第１の表面領域１２１から、または第２の表面領域から（必要に応じて）再び除去できる。
典型的には、接着力を強化または低減するそれぞれの中間層は、単層、すなわち、接着力を強化または低減する中間層の材料の原子または分子の１つの層のみから作られた層である。
接着力を低減する中間層の材料は、典型的には、まだ塗布されていない層１３０が、キャリア１１０の材料よりも低い接着力で（キャリア１１０の第２の表面領域１２２における）接着力を低減する中間層に接着するように選択される。したがって、接着力を強化する中間層の材料は、典型的には、まだ塗布されていない層１３０が、キャリア１１０の材料よりも強い接着力で（キャリア１１０の第１の表面領域１２１における）接着力を強化する中間層に接着するように選択される。キャリア１１０の材料および層１３０の材料に応じて、例えば、接着力を低減または強化する中間層によって、キャリアの第１および第２の表面領域が、どの程度の親水性になるか、またはどの程度の疎水性になるかに影響を与えることが可能である。
本実施例では、まだ塗布されていない層１３０は、例えば、全体的に、または少なくとも一部の領域において、例えば、キャリア１１０の材料にまたは接着力を強化する中間層もしくは接着力を低減する中間層に直接隣接する領域において、ポリマから形成することができる。例えば、ポリマは、ポリイミド（ＰＩ）またはポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）、あるいはそれらの組み合わせを含むことができる。
ポリマの官能基は、例えば、接着促進剤、例えば、いわゆる「組み込み接着促進剤」として、層１３０のポリマに統合することができる。これらは、例えば、キャリア材料（ここでは、例えば、シリコンまたはガラス）と共有結合を結ぶ特性を有することができる。例えば、接着力を低減するために、例えば、接着力を低減する前述の中間層によって、例えば、共有結合が抑制されるか、または安定しなくなるように、キャリア１１０の表面１２０を変化させることができる。
層１３０、特にその部分層１３３、１３４のために統合された接着促進剤を有する適切なポリマ（または、ポリマシステム）の例は、例えば、ポリイミド（ＰＩ）およびポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）またはそれらの組み合わせである。ポリイミドには、例えば、富士フイルム社のＬＴＣ９３００シリーズおよびＤＵＲ７３００シリーズ、ＨＤマイクロシステムズ社のＨＤ４１００シリーズ、旭化成社のＰｉｍｅｌ ＢＬ－３００シリーズおよびＢＭ－３００シリーズなどの市販製品がある。ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）には、例えば、ＨＤマイクロシステムズ社のＨＤ－８８２０シリーズおよびＨＤ８９ｘｘシリーズなどの市販製品がある。
接着力低減中間層は、例えば、有機シラン化合物（例えば、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、ジフェニルシランジオール）を含み得る。これらは、例えば、キャリアの自然酸化物とＳｉ－Ｏ化合物を形成できる。例えば、－ＣＨ３または－Ｃ６Ｈ５単層基を有する疎水性表面が、キャリア１１０の表面１２０上に形成される。
あるいは、層１３０の前述のポリマは、例えば、組み込みの接着促進剤を含まないために、それぞれのキャリア材料（例えば、シリコンまたはガラス）に比較的弱くしか接着しない可能性もある。この場合、接着力を強化する中間層として、対応する「接着促進剤」をキャリアの表面に塗布することが可能である。例えば、有機シラン化合物は、接着力を強化する中間層に適した材料の一例である。これらは、ポリイミドなどのポリマのキャリア材料（シリコンまたはガラスなど）への接着を強化するのに特に適している。そのようなポリマの例は、例えば、ＨＤマイクロシステムズ社のＰＩ－２６００、ＰＩ－２５２５、ＰＩ－２５５５シリーズのポリイミドである。例えば、ＨＤマイクロシステムズ社の製品ＶＭ－６５１およびＶＭ－６５２などの有機シラン化合物は、接着力を強化する中間層の材料と見なすことができる。
接着力を強化する中間層は、例えば、アミノプロピルトリエトキシシランなどのキャリアの（自然）酸化物と、例えば、Ｓｉ－Ｏ化合物を形成する、例えば、有機シラン化合物を含むことができる。アミノ基は、例えば、層１３０のポリイミドポリマの官能基として機能できる。Ｓｉ－ＯＣＨ３は、例えば、キャリア１３０の自然酸化物とＳｉ－Ｏ化合物を形成する。
従来の接着剤とは対照的に、接着力を強化する中間層は、好ましくは、層のそれぞれのポリマと共有結合を形成する。すでに上述したように、接着力を強化する中間層は、好ましくは単層の形態で存在し、したがって、従来の接着層よりもかなり薄い。
好ましくは、層１３０とキャリア１１０の第１の表面領域１２１との間にさらなる層は配置されておらず、少なくとも、この層を形成する材料の単層よりも厚い層厚を有するさらなる層は存在しない。好ましくは、対応する単層の接着剤よりも厚い接着剤の層は、層１３０とキャリア１１０の第１の表面領域１２１との間に配置されない。
上述した接着力を低減する中間層の代替として、キャリアの第２の表面領域１２２および／またはキャリア１１０を介して第２の表面領域１２２に接着している層１３０の第２の領域１３２を電磁放射で照射することにより、層１３０の第２の領域１３２の第２の表面領域１２２への接着を低減することも可能である。例えば、電磁放射は、例えば、λ＝２４８ｎｍまたは３０８ｎｍのＵＶ光エキサイマレーザからのレーザ放射、またはＭｉｄＩＲレーザからのレーザ放射などの、例えば、レーザ放射であり得る。典型的には、ポリマと基板との間の接着界面は、電磁放射の吸収および光化学分解によって完全にまたは少なくとも部分的に破壊される。例えば、キャリアと層１３０との間の遷移における原子的および／または分子的結合は、例えば、レーザアブレーションによって破壊できる。さらに、キャリアと層との間の照射は、例えば、キャリア１１０と層１３０との間の結合界面を開くガス状（副）生成物をもたらすことがある。補助層は、任意選択で、層１３０とキャリア１１０との間に塗布でき、その補助層は、例えば、発色団を含むことができ、放射線の吸収層として機能する。これには、例えば、Ｂｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ社の製品Ｂｒｅｗｅｒ Ｂｏｎｄ７０１を使用できる。
次の図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、すでに述べた層１３０は、キャリア１１０の表面１２０上に、より正確には、第１の表面領域１２１および２つの第２の表面領域１２２上に生成される。層１３０は、第１の表面領域１２１を覆う第１の領域１３１を含む。示す例では、層１３０はまた、２つの第２の領域１３２を含み、これらはそれぞれ、層１３０の第１の領域１３１に接続される。２つの第２の領域１３２のそれぞれは、キャリア１１０の２つの第２の表面領域１２２のうちの１つを正確に覆う。この例では、層１３０は多層であり、キャリア１１０の第１の表面領域１２１内に上下に配置される第１の部分層１３３および第２の部分層１３４を含む。
図１Ａおよび図１Ｂに示されるキャリア１１０は、図２Ａおよび図２Ｂにおいては、第１の部分層１３３が、キャリア１１０の第１の表面領域１２１上およびキャリア１１０の２つの第２の表面領域１２２のうちの１つの上に生成された後、それぞれ上から見た図および側面から見た図で示される。２つの第２の表面領域１２２のうちの他方は、ここでは除外されている。
図２Ａおよび２Ｂに示すキャリア１１０は、図３Ａおよび３Ｂにおいては、第２の部分層１３４が、キャリア１１０の第１の表面領域１２１（第１の部分層１３４上にある）上に、およびキャリア１１０の２つの第２の表面領域１２２のうちの第１の部分層１３３が生成されていない方の上に生成された後、それぞれ上から見た図および側面から見た図で示される。２つの第２の表面領域１２２のうちの第１の部分層１３３が塗布された方は、ここでは除外されている。
したがって、層１３０は、第１の表面領域においては、例えば、キャリア１１０の材料上に直接生成され、第２の表面領域１２２においては、接着力を低減する中間層の材料上に生成される。あるいは、層１３０は、第１の表面領域においては、例えば、接着力を強化する中間層の材料上に生成され、２つの第２の表面領域１２２においては、キャリア１１０の材料上に直接生成され得る。
層１３０は、全体的に、または少なくとも一部の領域において、ポリマ、例えば、ポリイミドまたはポリベンゾオキサゾールから、金属から、ガラスから、セラミックまたはシリコンから、あるいはこれらの材料の２つ以上の組み合わせから形成され得る。層の上記可撓性または柔軟性を実現するために、層は十分に薄い全厚を有するように提供され得る。このようにして、比較的剛性の高いまたは壊れやすい材料を使用して、可撓性層を形成することもできる。
層１３０はまた、示す部分層１３３、１３４に加えて、さらなる層を含むことができる。部分層１３３、１３４またはさらなる部分層は、それらの材料および機能に関して互いに異なり得る。部分層１３３、１３４は、例えば、前述のポリマなどの電気絶縁材料から形成された電気絶縁層、または、例えば、部分層１３３、１３４を互いに部分的に分離することを可能にするために、接着力を低減するさらなる中間層であり得る。
例えば、導電性材料を含む導電層は、絶縁層上または絶縁層の間に形成できる。例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）などの金属が、導電性材料として使用される。これらの導電層はまた、以下でより詳細に説明されるように、説明される薄膜技術およびリソグラフィプロセスを使用して、生成および構造化できる。
例えば、線層は、少なくとも１つの線（ここでは図示せず）、例えば、層１３０の第１の領域１３１を起点として、層１３０の２つの第２の領域１３２のうちの１つに延在する導電体トラックを含む。導体トラックを有する導電層の例を、図９、図１０Ａおよび図１０Ｂに示す。
絶縁層はそれぞれ、例えば、１μｍから３００μｍの間の範囲、例えば、１０μｍの層厚を有する。導電層はそれぞれ、例えば、０．２５μｍから１００μｍの範囲、例えば、５μｍの層厚を有する。導体トラックの幅および導体トラック間の距離は、例えば、０．５μｍ以上、例えば、１μｍから３０μｍまたは最大２５０μｍであり得る。
代替的または追加的に、前述の電気、光および／またはマイクロ流体絶縁層、電気、光および／またはマイクロ流体導電層、および、場合によっては、接着力を低減する中間層などの層１３０のさらなる部分層は、その上に配置される層の部分層の領域の分離を可能にするか、または容易にするために考慮され得る。
例えば、ＰＶＤ、ＣＶＤ、フォトリソグラフィおよびレーザアブレーションなどの既知の薄膜技術を使用して、層１３０、すなわち、特に部分層１３１、１３２、および、場合によっては、絶縁層、導電層および接着力を低減する層などのさらなる部分層を生成できる。例えば、線層は、ＰＶＤまたはＣＶＤによって線層を堆積し、その後のリソグラフィマスキングおよびガルバニック堆積または直接エッチング（サブトラクティブ構造化）によって生成できる。導電層を塗布するための化学的ダイレクトメタライゼーションプロセスも可能である。ＰＶＤおよび、その後のガルバニック補強が好ましい。ポリマ層などの絶縁層は、例えば、スピンコーティングによって塗布され、次いで、好ましくはフォトリソグラフィによって、またはレーザアブレーションによって構造化され得る。例えば、ポリマ層の熱処理または重合を行うことができる。
上述した層１３０の構造は、数ある中の１つの可能な実施形態に過ぎない。代替の実施形態では、層１３０はまた、例えば、光学用途またはフィルタのための金属フォイルまたは機能性ポリマフォイルであり得る。
図４Ａに示すように、特に、図４Ｂに明確に示すように、層１３０の２つの第２の領域１３２は、キャリア１１０の２つの第２の表面領域１２２から分離される。以前に２つの第２の表面領域１２２を形成したキャリア１１０のそれらの領域（この例では、キャリア１１０の第１の表面領域１２１または第２の表面領域１２２を形成しなかったキャリア１１０のさらなるすべての領域も）は、除去されている。したがって、層１３０の２つの分離された第２の領域１３２は、キャリア１１０の現在の縁を越えて横方向に突出している。例えば、それらは下向きに（すなわち、キャリア１１０に向かって）曲げられているが、キャリアから上向きに曲げることも同様に容易であり得る。したがって、２つの第２の領域１３２のそれぞれは、湾曲領域１３５および平坦領域１３６を有する。湾曲領域１３５の曲げ半径は、例えば、層１３０のそれぞれの第２の領域１３２の総厚の５倍に対応するが、例えば、実質的により小さくすることもでき、可撓性に応じて、例えば、層１３０の第２の領域１３２の総厚以下に対応することもできる。
したがって、特に、第２の領域１３２は、それぞれの平坦領域１３６（またはそれらによって画定される平面）がそれぞれ、キャリアの第１の表面領域１２１によって形成される平面と前述の角度を囲むように、キャリア１１０の第１の表面領域１２１によって画定される平面から曲げられる。分離された第２の領域１３２における層の可撓性のために、角度は、実質的に所望するように選択できる。例えば、角度は４５°から１３５°の間の範囲、例えば、約９０°である。原則として、任意の軸の周りの曲げが可能であり、すなわち、特に、分離された第２の領域１３１のひねり（ねじれ）も可能である。
例えば、層１３０の２つの第２の領域１３２は、例えば、キャリア１１０の第２の表面領域１２２を形成するキャリア１１０のそれらの領域（この例では、キャリア１１０の第１の表面領域１２１または第２の表面領域１２２を形成しないキャリア１１０のさらなるすべての領域も）がエッチングによって除去されるので、キャリア１１０から分離され得る。この目的のために、例えば、対応して構造化されたエッチングマスクが、例えば、既知のリソグラフィプロセスによって、キャリア１１０の裏側（層１３０から離れる方に面している）に生成され得る。エッチングは、例えば、既知のＤＲＩＥプロセスによって、または湿式化学的に行うことができる。例えば、シリコンは、エッチングプロセス用のキャリア１１０に特に適した材料と見なすことができる。例えば、キャリア１１０は、例えば、ダイシングテープ、フィルムフレーム、または代替基板上で、エッチングプロセスを実行するための一時的なキャリアに固定できる。
しかし、特に、上述したように、接着力を低減する中間層が２つの第２の表面領域１２１のそれぞれに配置されている場合、層１３０の２つの第２の領域１３２が、例えば、それらを剥がすことによって、２つの第２の表面領域１２１から機械的に分離されている可能性もある。
最後に、層１３０の２つの第２の領域１３２を、電磁放射によって、例えば、２４８ｎｍまたは３０８ｎｍの波長を有する、例えば、ＵＶ光エキシマレーザによって、または上述したようにＭｉｄＩＲレーザのレーザ放射によって、キャリア１１０の２つの第２の表面領域１２１から分離させることも可能である。キャリア１１０の材料は、例えば、層１３０とは反対側を向いているキャリアの下側を起点として、キャリアの材料を通して照射を行うことができるように、好ましくは、電磁放射を透過するものである。例えば、キャリア１１０は、放射線を透過するガラスから形成できる。
例えば、層１３０の２つの第２の領域１３２の機械的分離および／またはレーザ照射による分離の後、第１の表面領域１２１を形成しないキャリア１１０のそれらの領域も除去できる。これは、例えば、ノコギリまたはレーザによって、層１３０の第１の領域１３１を残りのキャリア１１０から分離するステップの前または後に、例えば、キャリア１１０のこれらの領域を分離することによって行うことができる。例えば、キャリア１１０は、いずれの場合にも、例えば、第１の表面領域１２１と２つの第２の表面領域１２２のうちの１つとの間を通る切断面に沿って切断できる。しかし、キャリア１１０が切断されても、層１３０は切断されない。
さらに、少なくとも１つの接触素子（ここでは図示せず）、機械的接続要素（ここでは図示せず）、および／または構成要素１５０が、層１３０の２つの第２の領域１３２のそれぞれに配置される。接触素子および／または構成要素は、例えば、層１３０の導電層の少なくとも１つの導電体に接続される。さらなる構成要素および接触素子（図示せず）は、例えば、層１３０上に配置されるか、または層１３０に、例えば、分離された第２の領域１３２または層１３０の第１の領域に統合され得る。
述べた構成要素１５０の例には、ＣＭＯＳチップ、メモリ、ＣＰＵ、ＭＥＭＳ、ＭＯＥＭＳ、レジスタ、アンテナ、コイル、コンデンサなどの受動要素、さらにセンサおよびアクチュエータがある。構成要素のさらなる例は上記の通りです。接触素子および機械的接続要素は、例えば、接触ストリップ、プラグ接続要素、プラグストリップ、プラグ接続用の外部接触、はんだ接触、ワイヤボンドパッド、例えば、熱圧着接続用の接触パッド、微小接触素子、またはマイクロはんだバンプまたはボンディングワイヤであり得る。
図５Ａおよび図５Ｂは、本明細書で提案されたキャリア装置５００のさらなる実施形態を示しており、キャリア装置５００は、例えば、図４Ａおよび図４Ｂに示すキャリア装置１００と同じ生成方法を使用して生成でき、例えば、その幾何学的構成のみがキャリア装置１００とは異なる。（したがって、対応する特徴の参照番号は、図４Ａおよび図４Ｂに示される実施形態と比べると、４００を足した番号になっている）したがって、以下では主に、図４Ａおよび図４Ｂに示されているキャリア装置との違いについて説明する。
したがって、キャリア装置５００は、キャリア５１０を備え、その構造は、例えば、図４Ａおよび図４Ｂに示すキャリア１１０に対応し得るが、その表面５２０上には、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、連続層１３０が配置されず、例えば、互いに空間的に分離された２つの層５３０が配置される。層５３０は、例えば、それらの生成およびそれらの構造において、図４Ａおよび図４Ｂに示すキャリア装置１００の層１３０に対応できる。したがって、層５３０はそれぞれ、第１の領域５３１を有し、これらの層はそれぞれ、互いに空間的に分離されたキャリア５１０の２つの第１の表面領域５２１のうちの１つに配置される。層５３０のそれぞれはまた、それぞれの層５３０の第１の領域５３１に接続され、キャリア５１０の表面５２０上に配置されるのではなく、例えば、キャリア５１０の縁を越えて横方向に突出し、キャリア５１０の方向に下向きに曲げられる、可撓性の第２の領域５３２を有する。
層５３０の２つの第２の領域５３２上の構成要素５５０に加えて、キャリア装置５００の可能なさらなる構成要素５５０も図５Ａに示されており、この構成要素は、キャリア５１０の表面５２０上に配置され、導体トラック５７０を介して、層５３０に統合された導体トラック（図示せず）および層５３０の第２の領域５３１上に配置される構成要素５５０に接続される。例えば、図５Ａおよび図５Ｂに示す構成要素５５０の場合、図４Ａおよび図４Ｂに示す構成要素１５０について上記で規定したものと同じ例を考慮できる。
図６Ａおよび図６Ｂに示すキャリア装置６００の実施形態は、その幾何学的構成に関してのみ、図５Ａおよび図５Ｂに示すキャリア装置５００と実質的に異なる。（したがって、対応する特徴の参照番号は、図５Ａおよび図５Ｂに示される実施形態と比べると、１００を足した番号になっている）。図５Ａおよび図５Ｂに示す実施形態５００のように、キャリア装置６００は、キャリア６１０上に配置される２つの層６３０を備え、それぞれが第１の領域６３１を有し、第１の領域６３１は、いずれの場合にも、互いに空間的に分離されたキャリア６１０の２つの第１の表面領域６２１のうちの１つに配置される。層６３０のそれぞれはまた、それぞれの層６３０の第１の領域６３１に接続され、キャリア６１０の表面６２０上に配置されていない可撓性の第２の領域６３２を有する。１つの場合では、２つの第２の領域６３２のうちの１つは、キャリア６１０の縁を越えて横方向に突出し、キャリア６１０から上向きに曲げられる。２つの第２の領域６３２のうちの他方は、キャリア６１０の縁を越えて横方向に突出せず、キャリア６１０の表面６２０の上に配置され、キャリア６１０の表面６２０から上向きに曲げられる。
したがって、層５３０の２つの可撓性の分離領域５３２は、キャリア５１０の縁を越えて横方向に突出し、したがって、そのベース領域上に配置されていないため、図５Ａおよび図５Ｂに示す例では、いわゆるファンアウト構造を形成する。対照的に、図６Ａおよび図６Ｂに示す例では、２つの分離領域６３２のうちの１つだけがそのようなファンアウト構造を形成する。キャリア６１０の縁を越えて横方向に突出せず、表面６１０の上に配置される他方の分離領域６３２は、いわゆるファンイン構造を形成する。
本明細書で提案されるタイプのキャリア装置７００のさらなる実施形態の生成および構成については、図７Ａ、図７Ｂ、および図７Ｃを参照して説明する。キャリア装置７００は、例えば、その幾何学的構成において、図４Ａおよび図４Ｂに示すキャリア装置１００とは実質的に異なる。したがって、キャリア装置７００の対応する特徴は、図４Ａおよび図４Ｂに示すキャリア装置１００と比べると、６００を足した参照記号となっている。
図７Ａでは、例えば、図４Ａおよび図４Ｂに示すキャリア１１０に対応できる、キャリア装置７００のキャリア７１０を示す。キャリア７１０の平坦表面７２０は、互いに空間的に分離された２つの第１の表面領域７２１および、それらの間に位置し、それぞれが２つの第１の表面領域７２１に隣接する第２の表面領域７２２を有する。図７Ｂに示すように、連続層７３０がこれらの表面領域７２１、７２２上に生成されている。この層７３０は、例えば、その生成、組成および構造に関して上述した層１３０に対応できる。層７３０は、それぞれが２つの第１の表面領域７２１のうちの１つを覆う２つの第１の領域７３１および、２つの第１の領域７３１に接続され、第２の表面領域７２２を覆う第２の領域７３２を含む。
さらに、２つの切断面が図７Ｂに破線で示される。キャリア７１０は、ノコギリまたはレーザによってこれらの切断面に沿って切断されるが、層７３０を切断することはない。結果として、キャリア７１０は、それぞれが２つの第１の表面領域７２１のうちの１つを形成する２つの横方向の第１のキャリアセグメント７１１と、第２の表面領域７２２を形成する中間の第２のキャリアセグメント７１２とに分割される。
次の段階では、層７３０の第２の領域７３２は、第２の表面領域７２２から分離され、したがって、中間の第２のキャリアセグメント７１２から分離される。分離は、例えば、上述したように、第２の領域７３２を第２の表面領域７２２から剥がすことによって、および／またはレーザ照射によって機械的に行うことができる。この目的のために、例えば、上でも述べているように、２つの第１の表面領域７２１への接着力を強化する中間層を塗布するか、または、機械的分離を容易にするために、第２の表面領域７２２への接着力を低減する中間層を塗布するか、および／または、吸収体層を第２の表面領域７２２に塗布することが可能であり、この層はレーザ放射の吸収を向上させる。
あるいは、上でも述べているように、例えば、エッチングマスクを使用してエッチングすることによって、例えば、中間の第２のキャリアセグメント７１２を除去することによって、化学的に分離を実行することも可能である。この場合、原則として、ノコギリまたはレーザによるキャリアの切断を省略することも可能である。
図７Ｃに示すように、層７３０の分離された第２の領域７３２は、２つの残りの第１のキャリアセグメント７１１が、互いにほぼ垂直になるように、約９０°曲げられる。もちろん、２つのキャリアセグメントが互いに平行に位置合わせされるように、他の角度および分離された第２の領域７３２の折り畳みも同様に可能であり、例えば、２つの第１の表面領域７２１は、例えば、互いに向き合うか、または互いに離れて向き合う。さらに、分離された第２の領域７３２のひねり（ねじれ）も実施できる。
図７Ｃにも示すように、接触素子７６０は、層７３０の２つの第１の領域７３１上に配置され、これらの接触素子は、層７３０に統合された導電体の電気的接触を可能にする。
図７Ｄは、図７Ｃに示すキャリア装置７００の変形を示し、２つのキャリアセグメント７１１のうちの１つは、メッキスルーホール７６１を有し、これにより、層７３０に統合された導電体を両側での、すなわち、特に、層７３０が配置されているキャリアセグメント７１１の上側からの、およびキャリアセグメント７１１の反対側の後側からの電気的接触を可能する。示す例では、キャリア装置７００のさらなるキャリア（基板）７１５は、キャリアセグメント７１１の裏側に固定され、メッキスルーホール７６１を介して層１３０に統合された線に電気的に接続される。
図７Ｃおよび図７Ｄに示す実施形態では、２つのキャリアセグメント７１１は、層７３０の可撓性の第２の領域７３２によってのみ接続される。結果として、２つのキャリアセグメント７１１間の機械的および熱的結合が低減され、それにより、特に熱機械的応力を低減させることができる。
図８は、本明細書で提案されるタイプのキャリア装置８００のさらなる実施形態を示しており、これは、上述した方法を使用して生成できる。したがって、キャリア装置８００は、例えば、ガラスまたはシリコンで作ることができるキャリア８１０を備え、その表面８２０上に、層８３０の第１の領域８３１が配置される。層８３０はまた、第１の領域８３１に接続され、表面８２０上に配置されず、キャリア８１０の縁を越えて横方向に突出し、キャリアの方向に曲げられる第２の領域８３２を有する。例えば、層８３０は、図４Ａおよび図４Ｂに示す実施形態１００に関連して説明した生成方法によって生成され得て、対応する特徴を有し得る。図７Ｄに示す実施形態７００と同様に、キャリア８００はまた、接触素子８６０およびメッキスルーホール８６１を有し、これらのそれぞれを介して、層８３０に統合された１つまたは複数の導電体への電気接続を確立できる。キャリア装置８００のさらなるキャリア８１５（基板）は、キャリア８１０の上側にあるメッキスルーホール７６１を介してキャリア８１０に機械的に接続され、層８３０の前述の導体にも電気的に接続される。前述の上側とは反対側であるキャリア８１０の裏側には、メッキスルーホール８６１に加えて、さらなる接続要素８８０が配置されており、この接続要素が、好ましくは、はんだ接続によって、キャリア８１０へのさらに別のキャリア（ここでは図示せず）の機械的および／または電気的接続を可能にする。機械的接続要素８８０は、例えば、いわゆるマイクロ接触素子または、いわゆるマイクロはんだバンプ、ボンディングワイヤまたはプラグ接続要素によって形成される。
図８に示すキャリア装置８００は、例えば、いわゆるインターポーザとして使用でき、例えば、機械的接続要素８８０およびメッキスルーホール８６１を使用して、さらなるキャリア（ここでは図示せず）に固定される。層８３０の分離された第２の領域８３２上の構成要素８５０は、例えば、電気的および／または光学的接触を有するコネクタストリップであり得るか、または他の任意の界面として設計され得る。分離された第２の領域８３２は、いわゆるファンアウト構造を形成する。
図９は、本明細書で提案されるタイプのまだ完成していないキャリア装置９００のさらなる実施形態の生成における中間段階を示す。例えば、ガラスまたはシリコンで作ることができるキャリア９１０が示されており、その表面９２０は、例えば、２つの第１の表面領域９２１および３つの第２の表面領域９２２（それぞれが破線で囲まれている）を有する。例えば、接着力を低減する中間層は、例えば、図４Ａおよび図４Ｂに示す実施形態に関連して、すでに上述したように、３つの第２の表面領域９２２のそれぞれに生成されている。次いで、連続層９３０が表面９２０上に生成されている。層９３０は、それぞれが２つの第１の表面領域９２１のうちの１つを覆う２つの第１の領域９３１および、２つの第１の領域９３１に接続され、それぞれが３つの第２の表面領域９２２のうちの１つを覆う３つの第２の領域９３２を有する。例えば、層９３０は、図４Ａおよび図４Ｂに示す実施形態１００に関連して説明した生成方法によって生成され得て、対応する特徴を有し得る。特に、ここでは、例えば、層９３０に埋め込まれ、層の第１および第２の領域９３１、９３２を通り、互いに接続する電線９７０が示される。図７Ｄおよび図８に示す実施形態７００、８００と同様に、キャリア９１０はまた、接触素子９６０およびメッキスルーホール９６１を有し、これらのそれぞれを介して、層８３０に統合された１つまたは複数の電線９７０への電気接続を確立できる。
後続の方法段階（ここでは図示せず）では、層９３０の３つの第２の領域９３２は、例えば、上述した方法のうちの１つを使用して、例えば、機械的分離によって、第２の表面領域９２２から分離できる。その分離の前または後に、例えば、切断面に沿ってキャリア９１０をノコギリで分割することによって、キャリア９１０を第１および第２のキャリアセグメントに分割できる。例えば、これらの切断面は、第１および第２の表面領域９２１、９２２の間を通ることができる。この場合、好ましくは、第１および第２のキャリアセグメントが作成され、第１のキャリアセグメントのそれぞれが、それぞれ第１の表面領域９２１のうちの１つを形成し、第２のキャリアセグメントのそれぞれが、それぞれ第２の表面領域９２１のうちの１つを形成する。第２のキャリアセグメントは、典型的には、キャリア装置９３０から除去され、したがって、完成したキャリア装置９００のいかなる部分も形成しない。分離後、領域９３２は可撓性であり、例えば、キャリアセグメントの互いの所望の相対的な位置合わせを可能にするために回転または曲げることができる。
図１０Ａおよび図１０Ｂは、本明細書で提案されるキャリア装置１０００のさらなる実施形態を概略的に示し、図１０Ｂは、図１０Ａの拡大された部分断面を示す。キャリア装置１０００は、その生成およびその構造において、例えば、図７Ａ、図７Ｂ、および図７Ｃに示す実施形態７００に対応しており、したがって、２つの剛性の高い第１のキャリアセグメント１０１１および層１０３０も備え、その縁は、図１０Ａおよび図１０Ｂに破線で示される。層１０３０は、第１のキャリアセグメント１０１１によって形成される第１の表面領域１０２１を覆う２つの第１の領域１０３１および、２つの第１の領域１０３１に接続するが、第１のキャリアセグメント１０１１上には配置されず、それらの間を通り、したがって、それらを互いに接続する第２の領域１０３２を有する。元のキャリア１０１０から分離された第２の領域１０３２内の層１０３０の可撓性のために、２つの第１のキャリアセグメント１０１１は、例えば、互いに対して補償運動を実行するために、互いに対して移動できる。
層１０３０は、複数の層で構成され、特に、電気絶縁層および導電層を含み、したがって、例えば、配線層を形成する。線層は、それぞれが層１０３０の２つの第１の領域１０３１および第２の領域１０３２を通る電線１０７０を有し、したがって、２つの第１のキャリアセグメント１０１１間の電気信号伝送を可能にする。さらに、電気接触素子１０６０およびメッキスルーホール１０６１は、２つの第１のキャリアセグメント１０１１上に配置され、これらのそれぞれは、線１０７０との電気的接触を可能にする。接触素子１０６０および／またはメッキスルーホール１０６１は、例えば、第１の表面領域１０２１上の層１０３０の生成前にすでに生成され得るか、またはその後にのみ生成され得る。
本明細書に示す実施形態は、例えば、マイクロシステムまたはマイクロシステムの一部でもあり、例えば、マイクロエレクトロニクス、マイクロメカニカル、マイクロ流体、および／または電気光学用途のためのものである。すでに述べたように、示されているキャリア装置は、特に、示されている接触素子およびメッキスルーホールを介して、さらなる構成要素（前述の構成要素の例を参照）に接続できる。さらに、それぞれのマイクロシステムの機能を拡張するため、および／または、さらなる接触面および界面を作成するために、さらなる構成要素および、さらなるキャリアを、示されるキャリア、キャリアセグメントおよび、さらなるキャリア上、ならびに示される層上または層内に配置できる。有利なことに、基板の影響および熱機械的応力も、それぞれの層の可撓性領域によって低減できる。
有利なことに、本発明の多くの実施形態には、例えば、薄膜法、リソグラフィ法、エッチング法、レーザアブレーション法などのマイクロエレクトロニクスまたはマイクロシステム技術の既知の方法を使用できる。これらの方法は、単一のプロセス方法に有利に組み合わせることができ、その結果、従来の生成方法と比較して、提案される生成方法の複雑さを大幅に低減できる。
１００；５００；６００；７００；８００；９００；１０００ キャリア装置
１１０；５１０；６１０；７１０；８１０；９１０；１０１０ キャリア；基板
７１１；１０１１ 第１のキャリアセグメント
７１２；１０１２ 第２のキャリアセグメント
７１５；８１５ さらなるキャリア；基板
１２０；５２０；６２０；７２０；８２０；９２０；１０２０ 表面
１２１；５２１；６２１；７２１；８２１；９２１；１０２１ 第１の表面領域
１２２；７２２；９２２ 第２の表面領域
１３０；５３０；６３０；７３０；８３０；９３０；１０３０ 層
１３１；５３１；６３１；７３１；８３１；９３１；１０３１ 第１の領域
１３２；５３２；６３２；７３２；８３２；９３２；１０３２ 第２の領域
１３３、１３４ 部分層
１３５；５３５；６３５；７３５；８３５ 湾曲領域
１３６；５３６；６３６；７３６；８３６ 平坦領域
１５０；５５０；６５０；８５０ 構成要素
７６０；８６０；９６０；１０６０ 接触素子
７６１；８６１；９６１；１０６１ メッキスルーホール
５７０；９７０；１０７０ 線
８８０ 接続要素

Claims (27)

  1. キャリア装置を生成する方法であって、
    キャリアの表面上に層を生成する段階であって、前記層が、第１の領域および前記第１の領域に接続された第２の領域を有し、前記第１の領域が、前記キャリアの第１の表面領域を覆い、前記第２の領域が、前記キャリアの第２の表面領域を覆う、段階と、
    前記層の第２の領域を前記キャリアから分離する段階であって、前記層の第１の領域が前記キャリアの前記第１の表面領域上に残り、前記第２の領域から分離されず、前記層は、前記分離された第２の領域において可撓性がある、段階と
    を備える方法。
  2. 前記キャリアから分離された前記層の前記第２の領域が曲げられるか、または折り畳まれる、請求項１に記載の方法。
  3. 前記キャリアから分離された前記第２の領域が、前記キャリア装置のさらなるキャリアに接続される、請求項１または２に記載の方法。
  4. 前記層の前記第２の領域が前記キャリアから分離される前または後に、前記キャリアが、前記層の前記第１の領域を前記層の前記第２の領域から分離することなく、前記第２の表面領域において、または前記第１の表面領域と前記第２の表面領域との間で切断される、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
  5. 前記層の前記第２の領域が前記キャリアから分離される前に、前記第２の表面領域への前記層の前記第２の領域の接着が、前記キャリアの前記第２の表面領域および／または前記第２の表面領域に接着している前記層の前記第２の領域に前記キャリアを通る電磁放射を照射することによって低減される、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
  6. 前記層の前記第２の領域が、前記キャリアの前記第１の表面領域を形成する前記キャリアの領域をエッチングで除去することによって前記キャリアから分離される、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
  7. 前記キャリアの前記表面上に前記層を前記生成する前に、接着力を低減する中間層が、前記キャリアの前記第２の表面領域に塗布され、前記第１の表面領域が除外されるか、または、前記層が前記キャリアの前記表面上に生成される前に、前記接着力を低減する前記中間層が、前記キャリアの前記第１の表面領域から再び除去される、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
  8. 前記接着力を低減する前記中間層が、前記接着力を低減する前記中間層の材料の原子または分子の１つの層のみから形成される、請求項７に記載の方法。
  9. 前記キャリアの前記表面上に前記層を生成する前に、接着力を強化する中間層が、前記キャリアの前記第１の表面領域に塗布され、前記第２の表面領域が除外されるか、または、前記層が前記キャリアの前記表面上に生成される前に、前記接着力を強化する前記中間層が、前記キャリアの前記第２の表面領域から再び除去される、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
  10. 前記接着力を強化する前記中間層が、前記接着力を強化する前記中間層の材料の原子または分子の１つの層のみから形成される、請求項９に記載の方法。
  11. 前記キャリアが、全体的に、または少なくとも一部の領域において、シリコン、ガラス、金属、セラミック、および／またはポリマから形成される、請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法。
  12. 前記キャリアが、ウェハ、ウェハの一部、プレートまたはバンドである、請求項１から１１のいずれか１項に記載の方法。
  13. 前記層が、全体的に、または少なくとも一部の領域において、ポリマから、例えば、ポリイミドまたはポリベンゾオキサゾールから、金属から、ガラスから、および／またはシリコンから形成される、請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法。
  14. 前記層の総厚が、１μｍから３００μｍの間、好ましくは１μｍから１００μｍの間、特に好ましくは１μｍから５０μｍの間である、請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法。
  15. 前記キャリアの前記表面上の前記層の前記生成中に、前記層の少なくとも１つの絶縁層が電気絶縁材料から形成され、少なくとも１つの前記絶縁層が、前記キャリアの少なくとも前記第１の表面領域および前記第２の表面領域を覆い、導電性材料からなる導電層が、少なくとも１つの前記絶縁層上に形成され、前記導電層が、少なくとも１つの導体トラックを有する、請求項１から１４のいずれか１項に記載の方法。
  16. 少なくとも１つの前記導電層が、前記層の前記第１の領域を起点として、前記層の前記第２の領域に延在する少なくとも１つの連続導体トラックを有する、請求項１５に記載の方法。
  17. 少なくとも１つの電気接触素子が、前記第１の表面領域内の前記キャリアの前記表面上に配置され、電気接続が、少なくとも１つの前記電気接触素子と前記層の少なくとも１つの導体トラックとの間に確立される、請求項１から１６のいずれか１項に記載の方法。
  18. 前記キャリアの前記第１の表面領域を起点として、前記電気接触素子が、前記層の前記第１の領域を通って部分的または完全に延在する、請求項１７に記載の方法。
  19. 前記電気接触素子が、導電的な方式で、前記キャリア上に配置される導体トラックおよび／または前記キャリア上に配置される電子構成要素に接続される、請求項１７または１８に記載の方法。
  20. 少なくとも１つの電気接触素子および／または少なくとも１つの電子構成要素が、前記層の前記第１の領域上および／または前記第２の領域上に配置されるか、または前記層の前記第１の領域および／または前記第２の領域に統合される、請求項１から１９のいずれか１項に記載の方法。
  21. 表面を有するキャリアと、
    前記キャリアの前記表面の第１の表面領域上に配置される第１の領域および、前記第１の領域に接続され、前記キャリアの前記表面上に配置されていない、可撓性のある第２の領域を有する層と
    を備える、キャリア装置。
  22. 前記キャリア装置は、前記キャリアの前記表面と前記層の前記第１の領域との間に、接着剤から形成される層を備えない、特に、層が前記接着剤の材料の原子または分子の複数の層から形成される、前記接着剤から形成される層を備えない、請求項２１に記載のキャリア装置。
  23. 前記層の前記第２の領域が、前記キャリアの縁を越えて横方向に突出する、請求項２１または２２に記載のキャリア装置。
  24. 前記層の前記第２の領域によって画定される平面が、前記キャリアの前記表面によって画定される平面とゼロになることのない角度を囲み、前記角度が、例えば、０°から１８０°の間、例えば、８５°から９５°の間の範囲にある、請求項２１から２３のいずれか１項に記載のキャリア装置。
  25. 前記キャリア装置がまた、接着力を強化する中間層を備え、前記中間層が、前記接着力を強化し、前記キャリアの前記第１の表面領域と前記層の前記第１の領域との間に配置される、前記中間層の材料の原子または分子の１つの層のみから形成される、請求項２１から２４のいずれか１項に記載のキャリア装置。
  26. 前記キャリア装置がまた、接着力を低減し、前記第１の表面領域に隣接する前記キャリアの第２の表面領域に配置される中間層を備える、請求項２１から２５のいずれか１項に記載のキャリア装置。
  27. 前記キャリア装置が、請求項１から２０のいずれか１項に記載の方法を使用して生成されている、請求項２１から２６のいずれか１項に記載のキャリア装置。
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